有变力做功的问题宇宙间某一惯性参考系中,有两个可以视为质点的天体A,B,质量分别为M,m,相距L.现在A静止,B有A,B连线延伸方向的初速度V,由于B受系统外F作匀速运动.球A,B间最远距离,此时F做的
来源:学生作业帮助网 编辑:作业帮 时间:2024/11/15 17:43:17
有变力做功的问题宇宙间某一惯性参考系中,有两个可以视为质点的天体A,B,质量分别为M,m,相距L.现在A静止,B有A,B连线延伸方向的初速度V,由于B受系统外F作匀速运动.球A,B间最远距离,此时F做的
有变力做功的问题
宇宙间某一惯性参考系中,有两个可以视为质点的天体A,B,质量分别为M,m,相距L.现在A静止,B有A,B连线延伸方向的初速度V,由于B受系统外F作匀速运动.
球A,B间最远距离,此时F做的功
开始时A静止,并非一直静止,
有变力做功的问题宇宙间某一惯性参考系中,有两个可以视为质点的天体A,B,质量分别为M,m,相距L.现在A静止,B有A,B连线延伸方向的初速度V,由于B受系统外F作匀速运动.球A,B间最远距离,此时F做的
首先,以这题的难度.10分有点少吧
先把F搞定吧,用能量求,以B的匀速运动为参!(能量守恒)
1式:0.5MV方-GMm/L=-GMm/L1 (设最远距离为L1,相距最远时共速,相对速度为0,没有动能)
把(GMm/L1)当成一项,记住它为 (-0.5MV方+GMm/L)
然后回到原来的参考系:(功能原理)
W=【0.5(M+m)V方-GMm/L1】-【0.5mV方-GMm/L】 (共速时速度都是V)
=0.5MV方-GMm/L1+GMm/L (此时把通过1式求出的结论带入)
=0.5MV方-(-0.5MV方+GMm/L)+GMm/L
= MV方 (这就是答案了)
这就搞定了.其实就是换一下参考系的事
但这题还没完.注意1式等式右边是一个负值(引力势能总为负)!
可左边的量是在变的,V的值不一定.
所以需要分类讨论.V的值有一个界限.即当V太大时B吸引不了A了,他们之间距离越拉越远
当1式左边=0,即V=根号(2Gm/L)时,代表着最后引力势能为0,即L1为无穷远,且A最后与B共速
当1式左边>0,即V>根号(2Gm/L)时,代表着不仅距离为无穷,A还有速度(相对速度)远离B
以上两种情况就不详解了,主要就是求出A最后对B的相对速度即可.
另外和四楼的热心网友讨论一下
那个W的确只是F做功,不考虑内部非保守力做功啊,而且引力也是保守力,引力势能是不能忽略的.
就像一个外力拉一个谐振子,最后外力做功应为物块动能和弹性势能之和.
对于这题的理解我觉得如果以B为参的话就类似于火箭发射.
以B为参是惯性系,没有惯性力(5楼如果以A为参恐怕就有了)
这就相当于B是地球,A是发射出去的火箭.
所求得最远距离就是火箭达到的高度.
那个V的范围的讨论也就是在说火箭是否会逃离地球,临界速度 根号(2Gm/L) 也就相当于第二宇宙速度
这题目没问题吧?
初始的时候 由于由于B受系统外F作匀速运动,所以F和初始时的引力大小相等,方向相反。
但B的初速度是朝外的。所以在下一个时刻,AB距离变大,引力变小,而F不变,那么B所受合力是朝外的,它就会加速朝外运动。 最远可到无穷B受到A,B系统之外的某力F而作匀速运动,。此处未说F是恒力那就简单了。由于B一直匀速运动,那么以B作为参考系,A具有初速度v,由能量守恒,最远时有...
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这题目没问题吧?
初始的时候 由于由于B受系统外F作匀速运动,所以F和初始时的引力大小相等,方向相反。
但B的初速度是朝外的。所以在下一个时刻,AB距离变大,引力变小,而F不变,那么B所受合力是朝外的,它就会加速朝外运动。 最远可到无穷
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F做的功就是B机械能的增加量
WF=ΔE
又一开始时对于B万有引力势能Ep=-GMm/L,最后A,B距离为无穷大,其势能为0
B机械能增加量包括动能的增加与引力势能的增加
WF=ΔE=ΔEp+ΔE动=0-(-GMm/L)+1/2mv^2=GMm/L+1/2mv^2
最后一个问题不用回答了吧. 我认为不考虑。因为两球之间有轻杆连接,他们之间是相对静止的。他们之间的库仑力已经由轻杆产生的反作用力平衡。这个题是
由于物理已经扔了多年 所以回忆着回答下 大家探讨 娱乐下
3楼的第二步用到功能原理是否吧A,B看成一个系统呢?那等式左边只有外力F做功W不考虑系统内非保守力做功吗?如果考虑也就是系统势能的变化,那就和等式右边的势能变化消掉了,所以等式简化成W=0.5(M+m)V方-0.5mV方=0.5MV方
这个题我这样考虑
B受外力和引力共同做功且B有初速并匀速 以A为参对B分析
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由于物理已经扔了多年 所以回忆着回答下 大家探讨 娱乐下
3楼的第二步用到功能原理是否吧A,B看成一个系统呢?那等式左边只有外力F做功W不考虑系统内非保守力做功吗?如果考虑也就是系统势能的变化,那就和等式右边的势能变化消掉了,所以等式简化成W=0.5(M+m)V方-0.5mV方=0.5MV方
这个题我这样考虑
B受外力和引力共同做功且B有初速并匀速 以A为参对B分析
W-(GMm/L-GMm/L1)=0.5mV方-0.5mV方
W=GMm/L-GMm/L1 此为1)式
A只有引力对其做功 设最大距离时A的速度为Va 距离为L1 ,以B参考对A分析
则0.5MVa方=GMm/L -GMm/L1 此为2)式 由1) 2)式得W=0.5MVa方
由2)式得 Va=根号(2Gm/L -2Gm/L1)
讨论 当L1趋近无限大时Va得最大值=根号(2Gm/L)
a)当B的初始速度V>=根号(2Gm/L)时最大距离为AB距离无限远 两质点无引力作用AB以
V速度各自匀速运动F不再做功 W=0.5MVa方=0.5MV方=GMm/L 此为3)式
b)当B的初始速度V< 根号(2Gm/L)最大距离为Va=V时 此后距离缩短
故W=0.5MV方 (需注意此处虽然W=0.5WV方但是W并不等于3)式中的GMm/L,因为两
式中的的V的取值范围不一样)
由a)b)知任何情况F做功W=0.5MV方
附注:其实简单理解来讲AB为一系统外力做功改变系统动能 B动能不变故W为A的动能增加,又因为最远距离为无穷大时A的速度必然无限趋近或等于B的速度故其动能为0.5MV方,若A会追上B则在Va=V时距离最大 故A的动能仍为0.5MV方。
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