1只能通过动能衡量吗
2如果物体动能不变,内能逐渐增大,那我能不能说合外力做功为0
如果物体动能不变,内能逐渐增大
那就是 合外力做功为0
这一过程就是上面讲的后一点。
例如:一个气缸内封闭一定量的气体,用力F缓慢压缩活塞,
F 对活塞做正功,有使活塞动能增大的作用
但封闭气体对活塞做负功,又有使活塞动能减小,转化为气体内能的作用
两者量值恰好相等,则活塞动能不变,即合外力对活塞做的功为零
其实,动能定理讲的就是 力做功 与 物体动能变化 间的关系
用质量为5千克的均匀铁索从10米深的井中吊起质量为20kg的重物,在这个过程中至少要做多少功?
追答铁索的重心升高了 h1 = 10/2 m = 5 m
所以,至少做功 W = m1gh1 + m2gh2 = 5×10×5 J + 20×10×10 J = 2250 J
说明:
1、做功最少时,就是将重物匀速提升上来,动能不变 ,
拉力做的正功等于铁索、重物重力做的负功之和 ;
2、伸直的质量为5千克的均匀铁索的重心在铁索的正中间 ,
所以,铁索的重心升高了 h1 = 10/2 m = 5 m 。
的确如楼下所说,若研究的是一个系统(也就是相互作用的几个物体),那对于系统而言,若动能不变,内能增加,外力对系统做功之和应该为正。
1为什么用重心处理该问题,有什么理论依据?
2为什么做功最少时要匀速提上来?我先匀速,再减速,不行吗?
1、对于铁索,上部上升高度小而下部上升高度大,中学阶段,不用重心很难处理
对铁索做的最小功,实际上就等于铁索重力势能的增加,而铁索重力势能的增加就等于铁索的重力乘以铁索重心上升的高度(即等于重力对铁索做的负功)
2、这里的匀速就是缓慢匀速上升的意思(也就是速度可以看做零)
如果先加速,后减速地提上来呢?
追答物体和铁链原来是静止的,动能为零
加速提升,首先就要对 物体和铁链 额外做功 使其动能增加
若到井口处速度恰好减为零,则额外做的功又全部转化为 物体和铁链 的重力势能,不影响结论
即不管做功过程如何,结果都是一样的,拉力对物体做的功也是一样的,那要求匀速只是为了好记算而已
追答可以这么说。
但前提是 “到井口处速度恰好减为零”,否则不对。
如果把物体看成质点,那“合外力做功为0,物体动能不变”这句话对不对?
追答那就对了
追问如果我不(看清此处有“不”字)把物体看成质点,但我不研究势能,那么“合外力做功为0,物体动能不变”,这句话对不对?
追答不对,系统的动能定理:动能增量等于合外力的功加上合内力的功,内力可以做功,跟你研究不研究势能没有关系。当然,内力做功等于势能减少量。势能肯定要变的。除非你说明势能不变,则表明内力不做功,那句话才是对的。
追问1“我将一枚钉子钉入墙中(钉子不可看作质点),先用铁锤打它,铁锤对钉子作正功,使钉子动能增加,在打入过程中,阻力对钉子作负功,钉子动能减少,转化为了钉子与墙的内能,最后钉子被钉入墙中,钉子动能为0,即合外力的功加上和内力的功为0,又因为此过程中无内力做功,所以合外力做功为0,铁锤对钉子做的功等于阻力对钉子做的功的绝对值”这段分析是否正确?
2你说“内力做功等于势能减少量”,那压弹簧时弹簧内力如何做功
先说第二个,简单一些,压缩弹簧时,弹簧的内力是一个伸张作用,如果确实伸长了,就做正功,如果压缩了,就做负功,所以内力做负功。
第一段描述,处理物理问题首先确定研究对象,你的研究对象是钉子,那么铁锤的力、墙的力都是外力,没有内力的问题,除非你把钉子和墙看成一个系统,才会出现上面的内力,不过这样显然不合适,复杂了。所以你的整段话都要重写。还有一个小问题,这个钉子恰恰可以看成质点,典型的刚体平动,不过这个问题不会影响你的分析。
弹簧长为L,中点如果不动,压缩和拉伸弹簧,弹簧的动能如何研究?中点如果动了,即边振动边水平移动,动能又该如何研究?在研究弹簧动能时,能把弹簧看成质点吗?