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弧面上物体下滑能量怎样转化?

  教育科学出版社出版的5年高考3年模拟P75说:弧面体a放在光滑水平面上,弧面光滑,使物体b自弧面的顶端自由下滑,试判断a、b间弹力做功情况:从能量转化的角度看,当b沿弧面由静止下滑时,a就由静止开始向右移动,即a的动能增大了,因而b对a的弹力做了正功。
  由于a和b组成的系统机械能守恒,a的机械能增加,b的机械能一定减少,因而a对b的支持力对b一定做了负功。我对此有不同的见解:1、弧面对b的支持力应当与b下滑的速度间垂直,不做功;2、如果是抛物面是可能的。3、重力做功,或者说重力势能的存在应当考虑。
  不知道大家怎么看?。

全部回答

2010-12-19

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该问题的关键在于:当b下滑时a由静止开始向右移动,这时b相对地面的速度就是两个分速度的合成,不再是沿弧的切向,所以弧面对b的支持力与b下滑的速度不垂直,因而每一小段位移和支持力不垂直,压力和支持力的功就不为零。你可分析得出a对b做负功,b对a做正功,所得结果和标准答案一致。

2010-12-20

106 0

因为弧块a是放在光滑平面上的,所以b对a有压力,而且不垂直,那么a就会向反方向滑动,那么,b的速度就不再和a的支持力垂直了。那么再根据能量守衡,也就是b的重力势能转化为a和b的动能,因为支持力与b的运动方向的角大于90',所以做负功,然后b对弧块a做正功。

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