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曲线运动弹力做功

2025-01-06 11:05:31辅导探讨154
  • 曲线运动弹力做功

曲线运动中,弹力做功的情况可能包括以下几种情况:dhD物理好资源网(原物理ok网)

1. 弹力为零,不做功:如果物体做曲线运动,速度方向与弹力方向垂直,此时弹力不做功。dhD物理好资源网(原物理ok网)

2. 弹力与运动方向相同或成锐角,做正功:如果物体受到的弹力与运动方向相同或成锐角,弹力对物体做正功。dhD物理好资源网(原物理ok网)

3. 弹力与运动方向相反或成钝角,做负功:如果物体受到的弹力与运动方向相反或成钝角,弹力对物体做负功。dhD物理好资源网(原物理ok网)

需要注意的是,在曲线运动中,物体受到的弹力可能会随着物体运动而变化,因此弹力做功的情况也会随之变化。dhD物理好资源网(原物理ok网)


相关例题:

题目:一个质量为 m 的小球在光滑的水平面上以速度 v 运动,与一个固定的弹簧相碰撞,弹簧被压缩了最大距离为 s。请分析小球碰撞后的运动情况,并说明弹力在这个过程中所做的功。dhD物理好资源网(原物理ok网)

解答:dhD物理好资源网(原物理ok网)

碰撞后小球可能弹回,也可能被反弹。如果小球被反弹,则弹力方向与运动方向相同,弹力做正功。dhD物理好资源网(原物理ok网)

假设小球被反弹,速度方向与原来相反,设反弹后的速度为 v1。根据动量守恒定律,有:dhD物理好资源网(原物理ok网)

mv = mv1 - FtdhD物理好资源网(原物理ok网)

其中 F 为弹簧的弹力。由于弹簧被压缩了最大距离为 s,所以弹簧的形变量为 - s。根据胡克定律,有:dhD物理好资源网(原物理ok网)

F = kxdhD物理好资源网(原物理ok网)

其中 k 为弹簧的劲度系数,x 为形变量。因此有:dhD物理好资源网(原物理ok网)

F = - ksdhD物理好资源网(原物理ok网)

将上述两式代入动量守恒定律公式中,可得:dhD物理好资源网(原物理ok网)

mv = mv1 + ksdhD物理好资源网(原物理ok网)

由于碰撞过程无能量损失,所以有:dhD物理好资源网(原物理ok网)

1/2mv^2 = 1/2mv1^2 + WfdhD物理好资源网(原物理ok网)

其中 Wf 为弹簧克服弹力所做的功。因此有:dhD物理好资源网(原物理ok网)

Wf = 1/2mv^2 - 1/2mv1^2 = mv(v1 - v) = - FsdhD物理好资源网(原物理ok网)

由于弹力方向与运动方向相同,所以弹力做正功。dhD物理好资源网(原物理ok网)

总结答案:假设小球被反弹,反弹后的速度为 v1,弹力方向与运动方向相同,弹力在这个过程中做正功,做功大小为 - Fs。dhD物理好资源网(原物理ok网)


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