7.所有力做功的代数和(总功)等于物体动能的增量,即(动能定理)。

如果所研究的物体同时受几个力的作用,而这几个力中只有一个力是变力,其余均为恒力,且这些恒力所做的功和物体动能的变化量容易计算时,用动能定理求功是行之有效的。

 例9.质量为m的物体放在水平转台上,它与转台之间的摩擦因数为μ,物体与转轴相距R,物块随转台由静止开始转动。当转速增大到最大时,物体即将在转台上滑动,此时,转台己开始做匀速转动,在这一过程中,摩擦力对物体做的功为(   )  A.0   B.2πμmgR   C.2μmgR   D.μmgR/2  解析:很明显,用直接求功法解此题很困难,但由于物体在转速最大时,它做圆周运动的向心力正好是它受到的最大静摩擦力,即有:μmg =mv2/R,可以求出它的最大速度,而整个过程只有静摩擦力对物体做功,故根据动能定理可以求出摩擦力对其做的功:W=mv2/2=μmgR/2。故选D。

例10. 质量为2kg的均匀链条自然堆放在光滑的水平面上,用20N竖直向上的拉力提起此链条,已知整个链条离地瞬间的速度v=7m/s,求拉力F所做功W之值。(取g=10m/s2)

解析: 作用在链条上的拉力虽然是恒力,但链条上提过程中提起部分的重力逐渐增大,故作用在整个链条上的合力为逐渐减小的变力,链条做变加速运动,难以应用牛顿定律求解。若用功能原理处理运动全过程,则可化难为易。设链长为L,则其重心向上位移H=L/2,根据动能定理,

 ①

又由功的定义 W= FL 即L=W/F ②

将式②代入式①,解得:W= 98J

小结:利用动能定理可以求变力做功,但不能用功的定义式直接求变力功,并且用动能定理只要求始末状态,不要求中间过程。这是动能定理比牛顿运动定律优越的一个方面。

 0  446530  446538  446544  446548  446554  446556  446560  446566  446568  446574  446580  446584  446586  446590  446596  446598  446604  446608  446610  446614  446616  446620  446622  446624  446625  446626  446628  446629  446630  446632  446634  446638  446640  446644  446646  446650  446656  446658  446664  446668  446670  446674  446680  446686  446688  446694  446698  446700  446706  446710  446716  446724  447090 

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