在物理学中,把做功和路径无关的力称为保守力,做功与路径有关的力称为非保守力或耗散力。保守力做功会引起相应势能发生变化。
(1)如图1所示,物体从A点以一定的速度冲上固定的粗糙斜面,到达B点后又滑回到A点。
a.请在这个过程中分析物体的受力情况、说明各个力做功情况,并指出一个耗散力。
b.已知,物体质量为m,重力加速度为g,A、B两点距地面的高度分别为h1、h2。若以位置A所在平面为零势能参考面,求小球在位置B时的重力势能EP。
(2)万有引力为保守力,其做功与路径无关。取距地心无穷远处的引力势能为0,质量为m的物体由于受到地球引力具有的引力势能为EP=-GMmr,其中M为地球质量,G为万有引力常量。一质量为m0的人造地球卫星在半径为r1的轨道上做圆周运动,如图2所示,若该卫星受到稀薄空气阻力的作用,飞行一段时间后其圆周运动的半径变为r2,求此过程中因空气阻力而产生的热量Q。
M
m
r
【答案】(1)a.在这个过程中物体受到重力、支持力和摩擦力的作用;物体所受重力在从A到B过程中做负功,B到A过程中做正功(整个过程中重力做功为0);物体所受支持力不做功;物体所受摩擦力做负功。
b.小球在位置B时的重力势能为mg(h2-h1)。
(2)此过程中因空气阻力而产生的热量Q为。
b.小球在位置B时的重力势能为mg(h2-h1)。
(2)此过程中因空气阻力而产生的热量Q为
GM
m
0
2
(
1
r
2
-
1
r
1
)
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/6 8:0:9组卷:63引用:1难度:0.2
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1.如图所示,一质量为m、带电量为+q的小物块静止放在绝缘水平地面上,地面上方存在垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场,某时刻物块获得一初速度v0开始向右运动,运动距离x后停止。已知物块与水平面之间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g,此过程中物块与地面之间由于摩擦产生的热量为( )
发布:2025/1/6 0:30:5组卷:62引用:3难度:0.5 -
2.一质量为m的物体放在倾角为θ且足够长的光滑固定斜面上,初始位置如图甲所示,在平行于斜面向上的力F的作用下由静止开始沿斜面运动,运动过程中物体的机械能E随位置x的变化关系如图乙所示.其中0~x1过程的图线是曲线,x1~x2过程的图线是平行于x轴的直线,则下列说法正确的是( )
发布:2024/12/16 13:0:4组卷:151引用:1难度:0.5 -
3.如图1所示,固定的粗糙斜面长为10m,一小滑块自斜面顶端由静止开始沿斜面下滑的过程中,小滑块的动能Ek随位移x的变化规律如图2所示,取斜面底端为重力势能的参考平面,小滑块的重力势能Ep随位移x的变化规律如图3所示,重力加速度g=10m/s2.根据上述信息可以求出( )
发布:2024/12/22 9:30:3组卷:501引用:10难度:0.9