如图所示,一个质量为m的质点,在一段直线路程s上受到方向相反的两个恒力F1和F2的作用,试用牛顿定律导出在这段路程中质点

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  • 解题思路:根据牛顿第二定律求出质点的加速度,结合速度位移公式和功的公式求出外力做功与动能变化量的关系.

    设物体沿直线向右运动,初速度为v1,在F1、F2作用下,经过一段位移s(这里路程和位移大小相等)后速度变为v2,外力做功的代数和为

    W=F1s-F2s,①

    根据牛顿第二定律 F1-F2=ma,②

    (式中a为物体运动的加速度)

    又由运动学公式v22-v12=2as,得

    s=

    v22−v12

    2a,③

    将②、③式代入①式,得

    W=

    1

    2mv22−

    1

    2mv12,

    即:W=Ek2-EK1

    这就是外力所做的功W与质点动能改变量间的关系式,即外力所做功的代数和等于质点动能的增加量.

    答:在这段路程中质点动能的改变量与外力所做功W的关系式W=Ek2-EK1

    点评:

    本题考点: 牛顿第二定律;匀变速直线运动的位移与时间的关系.

    考点点评: 本题考查了动能定理的推导过程,综合运用了牛顿第二定律和运动学公式,基础题.

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