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关于“力的作用点的位移和物体的位移不一样”的题目.

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:物理作业 时间:2024/05/31 12:37:50
关于“力的作用点的位移和物体的位移不一样”的题目.
如图:水平地面上有质量为m的物体,它与水平地面间的摩擦因数为μ,跨过滑轮的绳子一端沿水平方向固定在墙上,另一端与水平方向成θ角,绳端在恒力F作用下使物体沿水平地面向右移动L,在此过程中,求绳子拉力所做的功和地面对物体的摩擦力所做的功.
力F 是沿绳的方向吧?那要求拉力所做的功不就吧F正交分解,水平上的力为Fcosθ,然后乘以水平位移L 就是了呃,为什么不是?
这个题初一看是容易搞错,但是我给你出一个极限情况.就是这个角度是90度,物体同样可以移动,但是按你的那个算法岂不是做功为零,但是如果做功为0,物体怎么可能地动?发现了没有.
本题关键是在于那个滑轮!这就又回到“物理求功的问题 关于“力的作用点的位移和物体的位移不一样”的题目”你的标题了.通过那个滑轮,真正对滑块做功的是那个滑轮.绳子拉力做的功就是滑轮对滑块做的功(在此系统中,绳子做的功全给了滑块).此时就简单了,滑轮对滑块的力大小应为(F+F*cosθ),那么做的功就是(F+F*cosθ)*L.如果角度为90度,则做的功就是F*L.根据做功的定义,物体在力的方向上运动的距离*力就是做功大小,但本题中力不是直接作用在滑块上,所以就要小心了.
再问: 就是这个角度是90度,物体同样可以移动, 怎么会动?只会向上动啊... 绳子拉力做的功就是滑轮对滑块做的功(在此系统中,绳子做的功全给了滑块) 那就是做的功就是FL呀,为什么要加上F*cosθ ,滑轮对滑块做的功不就涵盖在了F做的功里吗(即是F 水平方向做的功)
再答: 看来你对做功的定义还没有了解。注意,做功是指物体在力的作用下运动的距离乘力的大小。而这个定义中力是直接作用在物体上的。而在本题中F并非直接作用于物体。也就是往定义上靠的话,这个真正直接对滑块做功的力根本不是F!!!!!!!!如果你直接用F推滑块移动了L,那做功一定是FL。而这个对滑块直接做功的真正的力,是一个合力。手拉的这一端大小为F,这没有问题,但是还有一个力就是滑轮的另一端的一段绳子对滑块同样有一个力,大小同样为F(为什么呢?想像一下动滑轮的原理,为什么一个动滑轮,两段绳子,每段绳子只要承受下面重物一半重量呢??)。而这个做功的合力到底有多大呢?为什么是2*F呢?还是回到定义中来!比如我用力向上提一个重物,重物没有动,虽然我很累,但是我的力对重物却没有做功!!因为重物在我的力的方向上没有动!!而在本题中,滑块是在水平方向上运动,而这个做功的合力应当是前面所提到的两个力的合力。滑轮另一端的那个力是水平的,大小为F,手拉的这一端是有角度的,那么在水平方向向分解就为F*cosθ ,所以可以得出上面的结论。 而你对“就是这个角度是90度,物体同样可以移动”有质疑?呵呵,你做一下试验,也会发现它会动的。从力学分析上来说,如果是90度,那么两个力的合力就是向右上角45度,大小为F的根号2倍,而显然它在水平方向上是有分量的,物体是可以动的!!如果角度为180度,此时力对物体做功才为0!!不知道你明白没有,我感觉说得很明白了。。。。。
再问: 我也不知道我明白的对吗:你是说绳子拉里做的功是滑轮上2变得绳子都对物体有做功? 那地面对物体的摩擦力f=u(mg-Fsinθ),怎么力F在竖直方向上的力也对物体起作用啊? 然后,先十分感谢!!