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《受力分析 木塊彈簧問題.doc》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、例7、如圖3?8,質(zhì)量分別為m和2m的兩個小球A和B,屮間用輕質(zhì)桿相連，在桿的屮點0處有一固定轉(zhuǎn)動軸，把桿置于水平位置后釋放，在B球順時針擺動到最低位置的過稈中[]A.B球的重力勢能減少，動能增加，B球和地球纟H.成的系統(tǒng)機械能守恒B.A球的重力勢能增加，動能也增加，A球和地球組成的系統(tǒng)機械能不守恒。C.A球、B球和地球組成的系統(tǒng)機械能守恒D.A球、B球和地球組成的系統(tǒng)機械不守恒【錯解分析】錯解：B球下擺過程屮受重力、桿的拉力作用。拉力不做功，只有重力做功，所以B球重力勢能減少，動能增加，機械能守恒，A正確。同樣道理A球機械能守恒
2、，B錯誤，因為A,B系統(tǒng)外力只有重力做功，系統(tǒng)機械能守恒。故C選項正確。E13-8圖3-9B球擺到最低位置過稈屮，重力勢能減少動能確實增加，但不能由此確定機械能守恒。錯解屮認為桿施的力沿桿方向，這是造成錯解的宜接原因。桿施力的方向并不總指向沿桿的方向,本題中就是如此。桿對A,B球既有沿桿的法向力,也有與桿垂直的切向力。所以桿對A,B球施的力都做功，A球、B球的機械能都不守恒。但A+B整體機械能守恒?！菊_解答】B球從水平位置下擺到最低點過程屮，受重力和桿的作用力，桿的作用力方向待定。下擺過稈屮重力勢能減少動能增加，但機械能是占守恒
3、不確定。A球在B下擺過程中，重力勢能增加，動能增加，機械能增加。由于A+B系統(tǒng)只有重力做功，系統(tǒng)機械能守恒，A球機械能增加，B球機械能定減少。所以B,C選項正確?！拘〗Y(jié)】有些問題屮桿施力是沿桿方向的，但不能由此定結(jié)論，只要桿施力就沿桿方向。木題屮A、B球繞O點轉(zhuǎn)動，*
4、漩力有切向力，也有法向力。其屮法向力不做功。如圖3?9所示，桿對B球施的力對B球的做負功。桿對A球做功為正值。A球機械能增加，B球機械能減少。例8、如圖3-10,質(zhì)量為M的木塊放在光滑水平面上，現(xiàn)有一質(zhì)量為m的子彈以速度％射入木塊屮。設了彈在木塊屮所受阻力不變，大小
5、為f,且了彈未射穿木塊。若子彈射入木塊的深度為D,則木塊向前移動距離是多少？系統(tǒng)損失的機械能是多少？【錯解分析】錯解：(1)以木塊和了彈組成的系統(tǒng)為研究對象。系統(tǒng)沿水平方向不受外力，所以沿水平方向動量守恒。設子彈和木塊共同速度為V。據(jù)動量守恒有nW。二(M+m)解得v=mv()/(M+m)了彈射入木塊過程屮，摩擦力對了彈做負功解得S=DM+2m1/JD=—mv2摩擦力對木塊做正功fs=^Mv2②乙將式②中求得f=二m%代入式②（2）系統(tǒng)損失的機械能即為了彈損失的功能人「1212121zmVOx=2mv°~2mv=尹7廠二m（麗）1
6、2m2巧叫°一而肓）Mm咗（2m+M）=~l=>M////////Z/ZZE3-10錯解①屮錯誤原因是對摩擦力對了彈做功的位移確定錯誤。了彈對地的位移并不是D,而D打入深度是相對位移。而求解功屮的位移祁要用對地位移。錯解②的錯誤是對這一物理過稈中能量的轉(zhuǎn)換不清楚。子彈打入木塊過程屮，子彈動能減少并不等于系統(tǒng)機械能減少量。因為了彈減少的功能有一部分轉(zhuǎn)移為木塊的動能，有一部轉(zhuǎn)化為焦耳熱?！菊_解答】以了彈、木塊組成系統(tǒng)為研究對彖。畫出運算草圖，如圖3-11。系統(tǒng)水平方向不受外力，故水平方向動量守恒。據(jù)動量守恒定律有mv0=（M+m）v
7、（設v0方向為正）mV=M+mV°了彈打入木塊到與木塊有相同速度過程屮摩擦力做功：對子彈?s干=^mv2-^mvo①對木塊fs木=
8、Mv2②:二二二0ZZ//xZXZ/d*A*U圖3-11由運動草圖可S木二S了一D③由式①，②，③解得=77—木M+m①+②有-
9、(M+m)v2_-
10、mvo=-f(s干-s木)1.1.-(M+m)v2-—mvQ=_flD乙乙22m%(M+mF即fD=ymvg-y(M+m)v2厶￡A101△Ek=-mvo--(M+m)?12M+m-12mV°M=Mm(M+m-1)22(M+m)V°【小結(jié)】了彈和木塊相
11、互作用過程屮，了彈的速度由V。減為V,同時木塊的速度由0增加到V。對于這樣的一個過程，因為其間的相互作用力為恒力，所以我們可以從牛頓運動定律（即f使了彈和木塊產(chǎn)生加速度，使它們速度發(fā)生變化）、能量觀點、或動量觀點三條不同的思路進行研究和分析。類似這樣的問題部可以采用同樣的思路。一般部要首先畫好運動草圖。例：如圖3?12在光滑水平面上靜止的長木板上，有一粗糙的小木塊以V。沿木板滑行。情況與題屮極其相似，只不過作用位置不同，但相互作用的物理過程完全一樣。S3-12參考練習：如圖3-13-質(zhì)量為M、長為1的長方形木板B放在光滑的水平地面
12、上，在其右端放一質(zhì)量為m的小木塊A,m1E3-13E3-14提示：注
