2012成考高起點(diǎn)物理(機(jī)械能)錯(cuò)解分析(8)
來(lái)源:育路教育網(wǎng)發(fā)布時(shí)間:2012-08-27
例8 如圖3-13,質(zhì)量分別為m和2m的兩個(gè)小球A和B,中間用輕質(zhì)桿相連,在桿的中點(diǎn)O處有一固定轉(zhuǎn)動(dòng)軸,把桿置于水平位置后釋放,在B球順時(shí)針擺動(dòng)到最低位置的過(guò)程中( )
A.B球的重力勢(shì)能減少,動(dòng)能增加,B球和地球組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒
B.A球的重力勢(shì)能增加,動(dòng)能也增加,A球和地球組成的系統(tǒng)機(jī)械能不守恒。
C.A球、B球和地球組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒
D.A球、B球和地球組成的系統(tǒng)機(jī)械不守恒
「錯(cuò)解」B球下擺過(guò)程中受重力、桿的拉力作用。拉力不做功,只有重力做功,所以B球重力勢(shì)能減少,動(dòng)能增加,機(jī)械能守恒,A正確。
同樣道理A球機(jī)械能守恒,B錯(cuò)誤,因?yàn)锳,B系統(tǒng)外力只有重力做功,系統(tǒng)機(jī)械能守恒。故C選項(xiàng)正確。
「錯(cuò)解原因」 B球擺到最低位置過(guò)程中,重力勢(shì)能減少動(dòng)能確實(shí)增加,但不能由此確定機(jī)械能守恒。錯(cuò)解中認(rèn)為桿施的力沿桿方向,這是造成錯(cuò)解的直接原因。桿施力的方向并不總指向沿桿的方向,本題中就是如此。桿對(duì)A,B球既有沿桿的法向力,也有與桿垂直的切向力。所以桿對(duì)A,B球施的力都做功,A球、B球的機(jī)械能都不守恒。但A+B整體機(jī)械能守恒。
「分析解答」B球從水平位置下擺到最低點(diǎn)過(guò)程中,受重力和桿的作用力,桿的作用力方向待定。下擺過(guò)程中重力勢(shì)能減少動(dòng)能增加,但機(jī)械能是否守恒不確定。A球在B下擺過(guò)程中,重力勢(shì)能增加,動(dòng)能增加,機(jī)械能增加。由于A+B系統(tǒng)只有重力做功,系統(tǒng)機(jī)械能守恒,A球機(jī)械能增加,B球機(jī)械能定減少。所以B,C選項(xiàng)正確。
「評(píng)析」有些問(wèn)題中桿施力是沿桿方向的,但不能由此定結(jié)論,只要桿施力就沿桿方向。本題中A、B球繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng),桿施力有切向力,也有法向力。其中法向力不做功。桿對(duì)B球施的力對(duì)B球的做負(fù)功。桿對(duì)A球做功為正值。A球機(jī)械能增加,B球機(jī)械能減少。
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