2016年成人高考高起点物理机械能复习重点4-高起点物理.化学
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发布时间：2015-11-14 14:26:22
例7 一列火车由机车牵引沿水平轨道行使，经过时间t，其速度由0增大到v.已知列车总质量为M，机车功率P保持不变，列车所受阻力f为恒力。求：这段时间内列车通过的路程。
「错解」以列车为研究对象，水平方向受牵引力和阻力f.
据P=F.V可知牵引力
F=P/v ①
设列车通过路程为s，据动能定理有
「错解原因」以上错解的原因是对P=F.v的公式不理解，在P一定的情况下，随着v的变化，F是变化的。在中学阶段用功的定义式求功要求F是恒力。
「分析解答」以列车为研究对象，列车水平方向受牵引力和阻力。设列车通过路程为s.据动能定理
「评析」发动机的输出功率P恒定时，据P=F.V可知v变化，F就会发生变化。牵动ΣF，a变化。应对上述物理量随时间变化的规律有个定性的认识。下面通过图象给出定性规律。(见图3-12所示)
例8 质量分别为m和2m的两个小球A和B，中间用轻质杆相连，在杆的中点O处有一固定转动轴，把杆置于水平位置后释放，在B球顺时针摆动到最低位置的过程中( )
A.B球的重力势能减少，动能增加，B球和地球组成的系统机械能守恒
B.A球的重力势能增加，动能也增加，A球和地球组成的系统机械能不守恒。
C.A球、B球和地球组成的系统机械能守恒
D.A球、B球和地球组成的系统机械不守恒
「错解」B球下摆过程中受重力、杆的拉力作用。拉力不做功，只有重力做功，所以B球重力势能减少，动能增加，机械能守恒，A正确。
同样道理A球机械能守恒，B错误，因为A，B系统外力只有重力做功，系统机械能守恒。故C选项正确。
「错解原因」 B球摆到最低位置过程中，重力势能减少动能确实增加，但不能由此确定机械能守恒。错解中认为杆施的力沿杆方向，这是造成错解的直接原因。杆施力的方向并不总指向沿杆的方向，本题中就是如此。杆对A，B球既有沿杆的法向力，也有与杆垂直的切向力。所以杆对A，B球施的力都做功，A球、B球的机械能都不守恒。但A+B整体机械能守恒。
「分析解答」B球从水平位置下摆到最低点过程中，受重力和杆的作用力，杆的作用力方向待定。下摆过程中重力势能减少动能增加，但机械能是否守恒不确定。A球在B下摆过程中，重力势能增加，动能增加，机械能增加。由于A+B系统只有重力做功，系统机械能守恒，A球机械能增加，B球机械能定减少。所以B，C选项正确。
「评析」有些问题中杆施力是沿杆方向的，但不能由此定结论，只要杆施力就沿杆方向。本题中A、B球绕O点转动，杆施力有切向力，也有法向力。其中法向力不做功。杆对B球施的力对B球的做负功。杆对A球做功为正值。A球机械能增加，B球机械能减少。
「错解」以列车为研究对象，水平方向受牵引力和阻力f.
据P=F.V可知牵引力
F=P/v ①
设列车通过路程为s，据动能定理有
「错解原因」以上错解的原因是对P=F.v的公式不理解，在P一定的情况下，随着v的变化，F是变化的。在中学阶段用功的定义式求功要求F是恒力。
「分析解答」以列车为研究对象，列车水平方向受牵引力和阻力。设列车通过路程为s.据动能定理
「评析」发动机的输出功率P恒定时，据P=F.V可知v变化，F就会发生变化。牵动ΣF，a变化。应对上述物理量随时间变化的规律有个定性的认识。下面通过图象给出定性规律。(见图3-12所示)
例8 质量分别为m和2m的两个小球A和B，中间用轻质杆相连，在杆的中点O处有一固定转动轴，把杆置于水平位置后释放，在B球顺时针摆动到最低位置的过程中( )
A.B球的重力势能减少，动能增加，B球和地球组成的系统机械能守恒
B.A球的重力势能增加，动能也增加，A球和地球组成的系统机械能不守恒。
C.A球、B球和地球组成的系统机械能守恒
D.A球、B球和地球组成的系统机械不守恒
「错解」B球下摆过程中受重力、杆的拉力作用。拉力不做功，只有重力做功，所以B球重力势能减少，动能增加，机械能守恒，A正确。
同样道理A球机械能守恒，B错误，因为A，B系统外力只有重力做功，系统机械能守恒。故C选项正确。
「错解原因」 B球摆到最低位置过程中，重力势能减少动能确实增加，但不能由此确定机械能守恒。错解中认为杆施的力沿杆方向，这是造成错解的直接原因。杆施力的方向并不总指向沿杆的方向，本题中就是如此。杆对A，B球既有沿杆的法向力，也有与杆垂直的切向力。所以杆对A，B球施的力都做功，A球、B球的机械能都不守恒。但A+B整体机械能守恒。
「分析解答」B球从水平位置下摆到最低点过程中，受重力和杆的作用力，杆的作用力方向待定。下摆过程中重力势能减少动能增加，但机械能是否守恒不确定。A球在B下摆过程中，重力势能增加，动能增加，机械能增加。由于A+B系统只有重力做功，系统机械能守恒，A球机械能增加，B球机械能定减少。所以B，C选项正确。
「评析」有些问题中杆施力是沿杆方向的，但不能由此定结论，只要杆施力就沿杆方向。本题中A、B球绕O点转动，杆施力有切向力，也有法向力。其中法向力不做功。杆对B球施的力对B球的做负功。杆对A球做功为正值。A球机械能增加，B球机械能减少。
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