發(fā)布時間: 2016年05月27日
高一物理有這樣一道練習題:質量m=3kg的物塊,受到與斜面平行向上的拉力F=10N,沿光滑斜面向上移動的距離為s=2m. 斜面的傾角θ=30°.求各個力對物體所做的功,以及各力對物體所做的總功. 這道題有利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維,很值得討論和研究。
剛接觸該題,你會發(fā)現“重力沿斜面的分力(下滑力)mgsinq=3′9.8′N=14.7N” 大于“沿斜面向上的拉力F=10N”, 容易產生“物塊不可能向上運動的錯覺,甚至認為命題不夠合理”。進一步思考才意識到,物塊具有不為零的初速度(即V0>0;設“沿斜面向上”為正方向).這一暗設條件正是該題的“精華”所在,該題的物理情景是:物塊沿斜面向上做初速度不為零的負加速運動。
有了上述分析,很容易計算出下面的結果: W拉=20J, W重=-29.4J, W總=-9.4J (計算過程略)。
我們喜歡這類留有思考空間的命題,為了鞏固和拓展該題的成果,可以再設置下面兩個“同族”的例題。
[例題1]
質量m=3kg的物塊,受到與斜面平行向上的拉力F=16N,沿斜面移動的距離為s=2m. 斜面是光滑的,傾角θ=30°.求各個力對物體所做的功,以及各力對物體所做的總功.
[略解] 當初速度大于、等于零時,物塊“向上”移動,解得:W拉=32J, W重=-29.4J, W總=2.6J.
當初速度小于零時,物塊“向下”移動,解得: W拉=-32J, W重=29.4J, W總=-2.6J.
[例題2]
質量m=3kg的物塊,受到與斜面平行向上的拉力F=5N,斜面與物塊的動摩擦因數m=0.30, 斜面的傾角θ=30°.物塊沿斜面移動的距離為s=2m.求各個力對物體所做的功,以及各力對物體所做的總功.
[略解] 當初速度大于零時,物塊“向上”移動,解得:W拉=10J, W重=-29.4J, W摩=-15.3J, W總=-34.4J.
當初速度等于、小于零時,物塊“向下”移動,解得: W拉=-10J, W重=29.4J, W摩=-15.3J, W總=4.4J.
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