物体从高出地面H处由静止自由下落,不考虑空气阻力,落至地面.掉入沙坑h处停止,求物体在沙坑中受到的阻力是其重力的多少倍?
解析:在解动力学题时要从两方面进行分析,一方面进行受力分析,另一方面进行运动分析.本题运动过程分为两个阶段,一个是自由落体运动,一个是匀减速直线运动.因此可以用牛顿运动定律求解,也可以用动能定理求解. 解法一:设物体落地时的速度为v,可得v2=2 gH,设第二个物理过程中物体受重力mg和阻力f,由F=ma和a=(mg-f)/m 再由0-v2=2ah=2(mg-f)h/m 则f/mg=(H+h)/h. 解法二:设物体落地时的速度为v,由动能定理可得 mgH=mv2/2 设第二个物理过程中物体受重力mg和阻力f,同理可得 mgh-fh=0-mv2/2 则f/mg=(H+h)/h. 解法三:若视全过程为一整体,由于物体的初、末动能均为零,即其动能未发生变化,由动能定理可知,重力对物体做的功与物体克服阻力做功相等. 则有mg(H+h)=h 解得f/mg=(H+h)/h. 方法归纳:解法一是用牛顿第二定律和匀变速直线运动的公式求解的,其中阻力是恒力,而解法二、解法三是采用动能定理求解的.因为动能定理适用于变力,用它可以处理阻力是变力的情况.而且运用动能定理解题不涉及物体运动过程中的加速度和时间,因此用应用动能定理解题时比较方便.应用动能定理解题,一般比用牛顿第二定律解题更简便,故一般在涉及力与位移关系的题目中,优先考虑使用动能定理,而且由解法三可以看出对整个过程列式,则可使问题更简化. |
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科目:高中物理 来源: 题型:
图4-2-3
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科目:高中物理 来源:2011-2012学年陕西省宝鸡中学高一(下)期末物理试卷(解析版) 题型:填空题
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