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《受力分析 木块弹簧问题.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、例7、如图3・8,质量分别为m和2m的两个小球A和B,屮间用轻质杆相连，在杆的屮点0处有一固定转动轴，把杆置于水平位置后释放，在B球顺时针摆动到最低位置的过稈中[]A.B球的重力势能减少，动能增加，B球和地球纟H.成的系统机械能守恒B.A球的重力势能增加，动能也增加，A球和地球组成的系统机械能不守恒。C.A球、B球和地球组成的系统机械能守恒D.A球、B球和地球组成的系统机械不守恒【错解分析】错解：B球下摆过程屮受重力、杆的拉力作用。拉力不做功，只有重力做功，所以B球重力势能减少，动能增加，机械能守恒，A正确。同样道理A球机械能守恒
2、，B错误，因为A,B系统外力只有重力做功，系统机械能守恒。故C选项正确。E13-8图3-9B球摆到最低位置过稈屮，重力势能减少动能确实增加，但不能由此确定机械能守恒。错解屮认为杆施的力沿杆方向，这是造成错解的宜接原因。杆施力的方向并不总指向沿杆的方向,本题中就是如此。杆对A,B球既有沿杆的法向力,也有与杆垂直的切向力。所以杆对A,B球施的力都做功，A球、B球的机械能都不守恒。但A+B整体机械能守恒。【正确解答】B球从水平位置下摆到最低点过程屮，受重力和杆的作用力，杆的作用力方向待定。下摆过稈屮重力势能减少动能增加，但机械能是占守恒
3、不确定。A球在B下摆过程中，重力势能增加，动能增加，机械能增加。由于A+B系统只有重力做功，系统机械能守恒，A球机械能增加，B球机械能定减少。所以B,C选项正确。【小结】有些问题屮杆施力是沿杆方向的，但不能由此定结论，只要杆施力就沿杆方向。木题屮A、B球绕O点转动，*
4、漩力有切向力，也有法向力。其屮法向力不做功。如图3・9所示，杆对B球施的力对B球的做负功。杆对A球做功为正值。A球机械能增加，B球机械能减少。例8、如图3-10,质量为M的木块放在光滑水平面上，现有一质量为m的子弹以速度％射入木块屮。设了弹在木块屮所受阻力不变，大小
5、为f,且了弹未射穿木块。若子弹射入木块的深度为D,则木块向前移动距离是多少？系统损失的机械能是多少？【错解分析】错解：(1)以木块和了弹组成的系统为研究对象。系统沿水平方向不受外力，所以沿水平方向动量守恒。设子弹和木块共同速度为V。据动量守恒有nW。二(M+m)解得v=mv()/(M+m)了弹射入木块过程屮，摩擦力对了弹做负功解得S=DM+2m1/JD=—mv2摩擦力对木块做正功fs=^Mv2②乙将式②中求得f=㊁m%代入式②（2）系统损失的机械能即为了弹损失的功能人「1212121zmVOx=2mv°~2mv=尹7厂㊁m（丽）1
6、2m2巧叫°一而肓）Mm咗（2m+M）=~l=>M////////Z/ZZE3-10错解①屮错误原因是对摩擦力对了弹做功的位移确定错误。了弹对地的位移并不是D,而D打入深度是相对位移。而求解功屮的位移祁要用对地位移。错解②的错误是对这一物理过稈中能量的转换不清楚。子弹打入木块过程屮，子弹动能减少并不等于系统机械能减少量。因为了弹减少的功能有一部分转移为木块的动能，有一部转化为焦耳热。【正确解答】以了弹、木块组成系统为研究对彖。画出运算草图，如图3-11。系统水平方向不受外力，故水平方向动量守恒。据动量守恒定律有mv0=（M+m）v
7、（设v0方向为正）mV=M+mV°了弹打入木块到与木块有相同速度过程屮摩擦力做功：对子弹•s干=^mv2-^mvo①对木块fs木=
8、Mv2②:二二二0ZZ//xZXZ/d*A*U图3-11由运动草图可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°【小结】了弹和木块相
11、互作用过程屮，了弹的速度由V。减为V,同时木块的速度由0增加到V。对于这样的一个过程，因为其间的相互作用力为恒力，所以我们可以从牛顿运动定律（即f使了弹和木块产生加速度，使它们速度发生变化）、能量观点、或动量观点三条不同的思路进行研究和分析。类似这样的问题部可以采用同样的思路。一般部要首先画好运动草图。例：如图3・12在光滑水平面上静止的长木板上，有一粗糙的小木块以V。沿木板滑行。情况与题屮极其相似，只不过作用位置不同，但相互作用的物理过程完全一样。S3-12参考练习：如图3-13-质量为M、长为1的长方形木板B放在光滑的水平地面
12、上，在其右端放一质量为m的小木块A,m1E3-13E3-14提示：注
