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  419797  419805  419811  419815  419821  419823  419827  419833  419835  419841  419847  419851  419853  419857  419863  419865  419871  419875  419877  419881  419883  419887  419889  419891  419892  419893  419895  419896  419897  419899  419901  419905  419907  419911  419913  419917  419923  419925  419931  419935  419937  419941  419947  419953  419955  419961  419965  419967  419973  419977  419983  419991  447090 

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