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消耗脑细胞的能量试题
解决能量问题的理论知识,受力分析当然还是第一位的,受力要搞不清楚,做功就开始胡来,功能关系就乱写,能量转化估计就“随心所欲”了。

高中物理的重点就是动力学,其他分支在高中阶段的难点,最终几乎都要到和动力学扯上点关系。搞不懂动力学力的力和运动关系、功能关系、动量关系,力学就很危险了,力学一旦危险了,高中物理就都处于险境了,学好动力学是学好高中物理的基础,学习好牛顿运动定律、功能关系、动量知识是学好高中力学的基础。因此,必须狠下功夫,破解力学问题。

今天课堂的一堆能量问题,讲解时孩儿们都反映难,嗯,确实也有点难,但还没有难到不可理喻的地步。对付瓷器活,拿出金刚钻就行,教材中没有金刚钻,需要靠自己的思维加工出金刚钻来。

动能定理,这是应该熟练掌握的。教材中有。

根据动能定理,强命之为“势能定理”,只与保守力做功导致的那部分特殊的能量叫势能。教材中有重力做功和重力势能变化的关系。稍微演绎一下,弹力做功与弹性势能变化的关系,静电力做功与电势能变化的关系,都如此。

其他力指系统内除保守力外的其他力,E指的是动能和系统内保守力做功所对应的那部分势能。对应的命名为“动势能定理”。这就纯粹是演绎所致了,教材中对应的有机械能守恒定律,根据这个规律得出的就是其他力做功等于零时机械能守恒。

讨论E-x图象的斜率是解决此题的重点。根据“动势能”定理,斜率就是除重力之外的其他力的合力。

动能定理、势能定理得图像斜率的物理意义。

动势能定理的微分形式可得图像切线斜率的物理意义就是F,其它力是变力时,对应位置F就是动势能对位移的导数。

物块向上的运动过程通过可分为两段,匀加速阶段和匀速直线阶段,前一段收到的摩擦力时滑动摩擦力,后一阶段受到的摩擦力是静摩擦力。但要注意,两个阶段都对物块做正功,对物块和地球这个系统而言,两段中的摩擦力就是其他力,两段中摩擦力对物块做的总功就等于物块全过程中的增加的机械能。

对于电动机额外所做的功,数值上就是电动机输出的电能,电能就等于物体增加的机械能和物块和传送带增加的内能。

当然,对于电动机额外所做的功,也可以用传送带所受的摩擦力对传送带所做的功来算,因为没有传送物块这个活计,电动机也就不用多耗费电能来抵消摩擦力造成的影响。

复杂版的小球、弹簧系统,从牛顿定律的角度有必要知道在最低点小球的合力不为零,是沿斜面向上的。

从能量角度看,三种常见保守力齐聚首,所以对于整个系统而言,动能、重力势能、弹性势能、电势能总和不变。

定性思考,极端法。

木板质量无穷大时,木板是不会运动的,板块相对静止之时就是物块速度减为零的时候。系统增加的热量等于物块刚开始的动能。

木板质量为零时,一碰即共速,相对位移为零,热量为零。

传送带中的能量问题,相对位移,绝对位移区分开,就算相对位移可以换传送带为参考系,也是惯性系,运算相对简单一点。

计算摩擦生热注意相对位移。

第一问就有点上头了,最大距离可采用弹簧、小球振动模型的对称性求解。也可以直接用功能关系。

BC的分离条件要注意,是弹簧到原长时才分离。此时,BC已经处于减速阶段。

第二问求解临界条件,结合第一问,分离时B物体的动能需要到达能把弹簧拉伸到把A拉动的地步,临界条件就是弹簧弹力刚好等于f。

第三问最是麻烦,BC分离后,C一骑绝尘,B只有吃土的份,这还不算,还要拖A,难点就在拖A上,AB、弹簧,摩擦力,变力一堆,AB的相对运动情况分析是难点。动力学角度感觉乱的话,从能量角度先考虑一下所问的问题。对B做功的力只有弹簧弹力和摩擦力,若B和C分离后一直向右运动,题干中的问题就是相等的。关键问题就来了,BC分离后,从A开始向右运动算起,B减速为零的过程中,其位移大于此段时间内A加速的位移,原因是B的加速度大小始终比A大。因此B减速为零时还会反向加速。因此最终C的位移大小减去BC距离要小于B的路程。

第四问单独考虑C,相对就简单了,根据F的大小可求出弹簧的最大压缩量,撤去F后,弹簧未到原长时,可以把BC整体研究,来求加速度,分离后,加速度从恒定值突变为零。

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