如图是几个斜面,它们高度相同,而倾角不同,让质量相同的物体沿斜面由静止从顶端运动到底端,试根据功的公式计算沿不同斜面重力所做的功,并证明这个功与斜面的倾角无关.
把一个物体举高,要克服重力做功,同时,物体的重力势能增加。一个物体从高处下落,重力做功,同时,重力势能减小。可见,重力势能跟重力做功有密切联系。 质量为m的物体从高度为h2的B点上升到高度为h1的A点,重力势能增加了EP1-EP2=mgh1-mgh2。在这个过程中,物体克服重力所做的功WG=mg(h1-h2)=EP1-EP2。可见,物体克服重力做功,物体的重力势能就会增加,增加的重力势能等于物体克服重力所做的功。 反过来,如果物体从高度为h1的A点降到高度为h2的B点,重力势能就减少了EP1-EP2=mgh1-mgh2。在这个过程中,重力对物体所做的功WG=mg(h1-h2)=EP1-EP2。可见,重力对物体做功,物体的重力势能就会减少,减少的重力势能等于重力对物体所做的功。 在上面的讨论中,物体是沿着直线路径由起点到达终点的。我们可以证明:重力对物体所做的功只跟起点和终点的位置有关,而跟物体的运动路径无关。只要起点和终点的位置相同,不论物体沿着什么路径,直线也好,曲线也好,重力所做的功都是相同的,而且都等于物体重力势能的变化。 与重力做功相似,电场力对电荷做的功也只跟起点和终点的位置有关,而跟电荷运动的路径无关。 但是,并不是所有的力做功都有这个特点。摩擦力做功就没有这个特点。 *设一个质量为m的物体,从高度为h1的A点自由下落到高度为h2的B点,再水平移到C点。物体在水平移动中,重力并不做功。所以,在整个过程中,重力对物体所做的功,就等于物体由A点自由下落到B点的过程中重力所做的功: WG=mgh1-mgh2 如果让这个物体沿着斜面AC滑下,从原来高度为h1的A点滑到高度为h2的C点,物体沿斜面滑下的距离是s,重力所做的功是 WG=mgsinθ·S=mg△h=mgh1-mgh2. 我们看到,物体由起点A到终点C,不论沿着折线ABC,还是沿着斜面AC,重力所做的功是相等的,而且都等于物体重力势能的变化。 可以证明,这个物体沿着任一路径AC从高度是h1的A点运动到高度是h2的C点,重力所做的功仍为 WG=mgh1-mgh2。 这就是说,重力对物体所做的功只跟起点A和终点C的位置有关,而跟物体运动的路径无关。只要起点和终点的位置相同,不论物体沿着什么路径运动,重力所做的功都相同,并且都等于物体重力势能的变化。 |
科目:高中物理 来源: 题型:038
如图是几个斜面,它们的高度相同,倾角不同.让质量相同的物体沿斜面由静止从顶端运动到底端.试根据功的定义式计算沿不同斜面运动时重力做的功,以证明这个功与斜面的倾角无关.
分别计算物体沿不同斜面运动时重力做的功
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科目:高中物理 来源:物理教研室 题型:038
如图是几个斜面,它们的高度相同,倾角不同.让质量相同的物体沿斜面由静止从顶端运动到底端.试根据功的定义式计算沿不同斜面运动时重力做的功,以证明这个功与斜面的倾角无关.
分别计算物体沿不同斜面运动时重力做的功
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科目:高中物理 来源:教材全解 物理 高中 必修2 (配鲁科版) 鲁科版 题型:038
如图是几个斜面,它们的高度相同,而倾角不同.让质量相同的物体沿斜面由静止从顶端运动到底端.试根据功的公式计算沿不同斜面重力所做的功,并证明这个功与斜面的倾角无关.
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科目:高中物理 来源:2010年黑龙江省高一下学期期中考试物理试题 题型:选择题
如图所示的几个斜面,它们的高度相同、倾角不同,让质量相同的物体分别从斜面顶端运动到底端,在下滑的过程中重力做功分别为W1、W2、W3,则关于重力做功的关系下列说法正确的是:
A.W1>W2>W3 B.W1=W2=W3 C.W1<W2<W3 D.无法确定
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