高二上学期物理选修的教材版本较多,我无法一一列举,具体版本可能会因地区和学校的不同而有所差异。您可以通过所在学校或当地教育局咨询具体信息。
例题:一个质量为m的物体,在平行于斜面向上的恒力F的作用下,从斜面底端上滑到斜面顶端的过程中,斜面保持静止状态。已知斜面长为L,倾角为θ,物体与斜面间的动摩擦因数为μ。试求:
(1)物体克服摩擦力所做的功;
(2)物体从斜面底端到达斜面顶端的过程中,外力做的总功。
答案:(1)物体克服摩擦力所做的功为μmgLcosθ;
(2)物体从斜面底端到达斜面顶端的过程中,外力做的总功为(F-mgμLsinθ)L。
解析:
(1)物体受到重力、支持力和摩擦力三个力的作用,沿斜面向上运动时做减速运动,加速度大小为a = g(sinθ-μcosθ)。根据动能定理得:
FL - Wf = 0 - 0
其中Wf为物体克服摩擦力所做的功,方向沿斜面向下。
根据滑动摩擦力公式可得:
Wf = μmgLcosθ
(2)外力做的总功等于拉力F做的功减去克服摩擦力所做的功。
根据牛顿第二定律可得:F = mg(sinθ+μcosθ)
根据功的公式可得:W = FL = (F-mgμLsinθ)L
总结:本题考查了动能定理和牛顿第二定律的应用,关键是根据受力情况确定加速度的大小和方向,再根据运动情况确定运动过程,从而选择合适的公式求解。