发布时间: 2016年05月27日
高一物理有这样一道练习题:质量m=3kg的物块,受到与斜面平行向上的拉力F=10N,沿光滑斜面向上移动的距离为s=2m. 斜面的倾角θ=30°.求各个力对物体所做的功,以及各力对物体所做的总功. 这道题有利于培养学生的创新思维,很值得讨论和研究。
刚接触该题,你会发现“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”, 容易产生“物块不可能向上运动的错觉,甚至认为命题不够合理”。进一步思考才意识到,物块具有不为零的初速度(即V0>0;设“沿斜面向上”为正方向).这一暗设条件正是该题的“精华”所在,该题的物理情景是:物块沿斜面向上做初速度不为零的负加速运动。
有了上述分析,很容易计算出下面的结果: W拉=20J, W重=-29.4J, W总=-9.4J (计算过程略)。
我们喜欢这类留有思考空间的命题,为了巩固和拓展该题的成果,可以再设置下面两个“同族”的例题。
[例题1]
质量m=3kg的物块,受到与斜面平行向上的拉力F=16N,沿斜面移动的距离为s=2m. 斜面是光滑的,倾角θ=30°.求各个力对物体所做的功,以及各力对物体所做的总功.
[略解] 当初速度大于、等于零时,物块“向上”移动,解得:W拉=32J, W重=-29.4J, W总=2.6J.
当初速度小于零时,物块“向下”移动,解得: W拉=-32J, W重=29.4J, W总=-2.6J.
[例题2]
质量m=3kg的物块,受到与斜面平行向上的拉力F=5N,斜面与物块的动摩擦因数m=0.30, 斜面的倾角θ=30°.物块沿斜面移动的距离为s=2m.求各个力对物体所做的功,以及各力对物体所做的总功.
[略解] 当初速度大于零时,物块“向上”移动,解得:W拉=10J, W重=-29.4J, W摩=-15.3J, W总=-34.4J.
当初速度等于、小于零时,物块“向下”移动,解得: W拉=-10J, W重=29.4J, W摩=-15.3J, W总=4.4J.
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