動能和勢能知識點(diǎn)精解-資料下載頁
2025-06-23 01:54本頁面
【正文】 物體A、B在外力F作用下勻速運(yùn)動，則A、B系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，A、B所受合外力為零。豎直方向重力和支持力平衡，水平方向 F與摩擦力平衡。當(dāng)A、B一起運(yùn)動時，不論多長時間相距均為L，A、B間距變化的原因是線斷的結(jié)果。線斷后B以原有速度為初速度在摩擦力作用下作減速運(yùn)動直到停止。而A則以原速度為初速作加速運(yùn)動直到位移s0，此時速度達(dá)到v＇，以后將以v＇為初速作減速運(yùn)動直到停止。在A、B運(yùn)動過程中即可以由牛頓定律結(jié)合運(yùn)動學(xué)，又可以用動能定理求解?！窘忸}方法】 因A、B運(yùn)動過程中只涉及到位移，而沒有時間及速度方向，所以應(yīng)用動能定理求解更簡便?！窘忸}】 物體A、B運(yùn)動情況如圖621所示，設(shè)動摩擦因數(shù)為μ，共同運(yùn)動的速度為v，B從斷線到停止前進(jìn)為S1，A從斷線到停止位移為S2，位移差為ΔS。對B列動能定理得： 對A的整個過程列動能定理得： 又F與A、B摩擦力平衡 將(3)代入(2)式，聯(lián)立(1)(2)得： 由幾何關(guān)系知ΔS=S2+LS1【例8】 如圖622所示，在光滑的水平面上有一輛平板車A，A的左端放一鐵塊B，已知mA=1kg，mB=2kg，A、B之間的動摩擦因數(shù)為μ=，開始A、B以v0=6米/秒的速度向右運(yùn)動，當(dāng)車A與墻發(fā)生正碰，設(shè)碰撞時間極短且碰后車以原速率反向彈回(車身足夠長，取g=10米/秒2)。求：(1)鐵塊在小車上的最大位移是多少？(2)當(dāng)鐵塊在車上獲得最大位移的過程中求墻壁對小車的總沖量是多少？【分析思路】 A、B一起向右運(yùn)動時，它們之間沒有相互作用。當(dāng)A車與墻相碰后，A以原速率v0反向運(yùn)動，B由于A與墻作用時間短還沒來的及在A上滑動，A已與墻作用完畢(實際上是不可能的，這是處理一類問題的方法，即研究主要因素)。以后A、B發(fā)生相互作用。由于mB＞mA，總動量向左，相互作用過程中動量是守恒的，因而在作用過程中A的速度首先為零，B此時還有向右的速度，即A、B之間仍存在著相對運(yùn)動。這樣A又在B的作用下向右反向運(yùn)動，直到兩者具有共同速度為止。以后，A、B再以共同速度去與墻碰撞。重復(fù)以上過程，只要系統(tǒng)還存在著動能，(由于摩擦作用每次動能都在減小)，A、B與墻的作用就不停止，最后應(yīng)是A、B動能均變?yōu)榱悖臆嚲屯Ｔ趬?。整個系統(tǒng)的能量(動能)全部克服摩擦力做功。同時系統(tǒng)的動量也在墻的沖量作用下變?yōu)榱??！窘忸}方法】 墻與A的碰撞沒有能量損失。系統(tǒng)動能的減少，是系統(tǒng)內(nèi)力做功的結(jié)果，對系統(tǒng)應(yīng)用動能定理即作用于系統(tǒng)的各力做功的和為系統(tǒng)內(nèi)的各物體動能增量之和。在A、B相互作用時動量守恒，但在墻與A相碰時，系統(tǒng)動量不再守恒。應(yīng)用全過程動量定理可求得墻給系統(tǒng)的總沖量?！窘忸}】 由于A、B作用的最終結(jié)果是A、B均停在墻根處，對系統(tǒng)列動能定理得：∴S1=(米)(2)對整個過程應(yīng)用動量定理得：Ft=0(MA+mB)v0=36=18(千克米/秒)“”號說明墻給物體的總沖量與物體的初動量方向相反。歡迎下載
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