一质量为M的平板小车在光滑水平面上……求助!

一质量为M的平板小车在光滑水平面上……求助!
11. 如图4所示,在光滑的水平面上有一平板小车,M正以速度v向右运动。现将一质量为m的小块无初速地放在小车上。由于木块和小车间的摩擦力的作用,小车的速度将发生变化。为使小车保持原来的运动速度不变,必须及时对小车施加一向右的水平恒力F,当F作用一段时间后把它撤去时,木块恰能随小车一起以速度v共同向右运动。设木块和小车间的动摩擦因数为μ,求在上述过程中,水平恒力F对小车做多少功?
解:既然小车在此过程中动能不发生变化,那么F做的功仅对木块有效.
木块在整个过程后,相对小车运动了L,速度变为V,故F做的功化为f做的功,及木块动能.
1)L=(1/2)at^2 (1)
V=at (2)
a=ug (3)
由(1)(2)(3)得L=V^2/(2ug);
故f做功为Wf=fL=mV^2/2;
2)木块动能增量为E=mV^2/2;
由1),2) WF=Wf+E=mV^2.
如果用下面中方法将得到不同答案,为什么?我自己要高考了不能老盯在这,希望大虾帮帮忙!
解:因为小车与模板间仅有摩擦力,切依题意车应该为足够长,根据动量定理以及相关的能量转化及传递规律可得
假设没有恒力F则有MV=(m+M)V^......(1)
此时车与木块以共同速度V^运动.
机械能为E=1/2*(M+m)V^2......(2)
受到恒力后车与木块的能量为
E^=1/2*(M+m)V2......(3)
恒力F对小车做的功为
W=E^-E......(4)
4式联立得W=m(2M+m)V^2/2(M+m)
笑眼千 1年前 已收到2个回答 举报

musicmini 春芽

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上述两种方法都不对。
上述第一种方法中,摩擦力f做功的计算不对,功的公式是什么?就是力乘以相对的位移,楼上第一种方法,把相对位移算错了,它不是木块相对地面的位移,而是木块相对小车的位移,所以应该是木块相对地面的位移减去小车相对于地面的位移。
上述第二种方法,在考虑F做功对小车和木块的影响中,仅仅考虑了F做功对小车和木块动能的影响,漏考虑了部分功还要消耗在摩擦力产生的热能中。
正确的解法如下:
紧密抓住功的计算公式,功=力乘以相对的位移。
那么力F等于多少?对小车进行受力分析,就知道F=f=umg。
相对位移是什么?就是小车相对于地面的位移,计算方式很简单:
S=Vt=V^2/ug;
最后用F乘以S就得到,F做的功为mV^2。

1年前

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johnney27 幼苗

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方法一,整体思路没有问题,但摩擦生热计算式是f×s(木块、小车相对位移),而解题中计算的是木块相对地面的位移。实际上“小车相对地面的位移”是“木块相对地面位移”的两倍,解题有点碰巧的意思

方法二,完全错误,动量守恒定律的使用条件是没有外力或者外力做功为0,而此题中系统明显受到外力

正确解法,三种解法:

1年前

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