安徽成人高考成考高起点物理重点知识辅导——机械能(2)

发布时间: 2018-12-01 14:50
  例1 如图3-1,小物块位于光滑斜面上,斜面位于光滑水平地面上,在小物块沿斜面下滑的过程中,斜面对小物块的作用力 [ ]

  A.垂直于接触面,做功为零

  B.垂直于接触面,做功不为零

  C.不垂直于接触面,做功为零

  D.不垂直于接触面,做功不为零

  「错解」斜面对小物块的作用力是支持力,应与斜面垂直,因为支持力总与接触面垂直,所以支持力不做功。故A选项正确。

  「错解原因」斜面固定时,物体沿斜面下滑时,支持力做功为零。受此题影响,有些人不加思索选A.这反映出对力做功的本质不太理解,没有从求功的根本方法来思考,是形成错解的原因。

  「分析解答」根据功的定义W=F.scosθ为了求斜面对小物块的支持力所做的功,应找到小物块的位移。由于地面光滑,物块与斜面体构成的系统在水平方向不受外力,在水平方向系统动量守恒。初状态系统水平方向动量为零,当物块有水平向左的动量时,斜面体必有水平向右的动量。由于m

  「评析」求解功的问题一般来说有两条思路。一是可以从定义出发。二是可以用功能关系。如本题物块从斜面上滑下来时,减少的重力势能转化为物块的动能和斜面的动能,物块的机械能减少了,说明有外力对它做功。所以支持力做功。

  例2 以20m/s的初速度,从地面竖直向上势出一物体,它上升的最大高度是18m.如果物体在运动过程中所受阻力的大小不变,则物体在离地面多高处,物体的动能与重力势能相等。(g=10m/s2)

  「错解」以物体为研究对象,画出运动草图3-3,设物体上升到h高处动能与重力势能相等

  此过程中,重力阻力做功,据动能定量有

  物体上升的最大高度为H

  由式①,②,③解得h=9.5m

  「错解原因」初看似乎任何问题都没有,仔细审题,问物全体离地面多高处,物体动能与重力势相等一般人首先是将问题变形为上升过程中什么位置动能与重力势能相等。而实际下落过程也有一处动能与重力势能相等。

  「分析解答」上升过程中的解同错解。

  设物体下落过程中经过距地面h′处动能等于重力势能,运动草图如3-4.

  据动能定量

  解得h′=8.5m

  「评析」在此较复杂问题中,应注意不要出现漏解。比较好的方法就是逐段分析法。