题目内容

试在下列简化情况下从牛顿定律出发,导出动能定理的表达式:物体为质点,作用力是恒力,运动轨道为直线,要求写出每个符号以及所得结果中每项的意义.

如图所示,一弹簧振子,物块的质量为m,它与水平桌面间的动摩擦因数为μ,起初,用手按住物块,物块的速度为零,弹簧的伸长量为x,然后放手,当弹簧的长度回到原长时,物块的速度为v,试用动能定理求此过程中弹力所做的功.

 

答案:
解析:

(1)用m表示物体质量,F表示作用于物体的恒定合力.在此力作用下,物体由位置a沿直线移动到b点.设位移为s,物体在a点时的速度为v1,在b点时的速度为v2,则外力做的功:W=Fs,由牛顿第二定律:F=ma,及由运动学公式:.联立上述三式得动能定理的表达式:

.式中W为作用于物体的合力所做的功,为物体的初动能,为物体的末动能.上式表示作用于物体的合力做的功等于物体动能的增加量.(2)设W为弹力对物体做的功,因为克服摩擦力做的功为μmgx,由动能定理,得:,得:

 


提示:

动能定理求解

 


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