[题目]功能关系贯穿整个高中物理.(1)如图所示.质量为m的物体.在恒定外力F作用下沿直线运动.速度由v0变化到v时.发生的位移为x.试从牛顿第二定律及运动学公式推导出动能定理.上述推导的结果对于物体受变力作用.或者做曲线运动时是否成立?说明理由.(2)如图所示.固定的水平光滑金属导轨.间距为L.右端接有阻值为R的电阻.处在方向竖直向外.磁感应强� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

【题目】功能关系贯穿整个高中物理。

(1)如图所示，质量为m的物体，在恒定外力F作用下沿直线运动，速度由v0变化到v时，发生的位移为x。试从牛顿第二定律及运动学公式推导出动能定理。上述推导的结果对于物体受变力作用、或者做曲线运动时是否成立？说明理由。

(2)如图所示，固定的水平光滑金属导轨，间距为L，右端接有阻值为R的电阻，处在方向竖直向外、磁感应强度为B的匀强磁场中，质量为m的导体棒与固定弹簧相连，放在导轨上，导轨与导体棒的电阻均可忽略。初始时刻，弹簧恰处于自然长度。现给导体棒一个水平向右的初速度v0，在沿导轨运动的过程中，导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触。导体棒速度第一次为零时，弹簧的弹性势能为Ep，则在这一过程中：

①直接写出弹簧弹力做功W弹与弹性势能变化Ep的关系，进而求W弹；

②用动能定理求安培力所做的功W安。

【答案】(1)动能定理无论物体所受力是否为恒力、运动轨迹是否为直线均适用。简言之，动能定理是经典力学范围内的普适规律。 (2) (3)

【解析】

(1)由牛顿第二定律F=ma

及运动学公式

可得

当物体受变力作用、或者做曲线运动时，可以把过程分解成许多小段，认为物体在每小段运动中受到的是恒力、运动轨迹是直线，这样对每一段用动能定理，累加后也能得到同样的结果，所以动能定理无论物体所受力是否为恒力、运动轨迹是否为直线均适用。简言之，动能定理是经典力学范围内的普适规律。

(2)

进而.

(3)由动能定理：

解得：

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