一道非常典型的考察功能关系的物理题

2012年02月23日，分类：高中物理研究；标签归档: 力学, 高中物理学习

大部分的学生，都应该做过这道物理题。在这里，我带着大家的思路把这个题目分析下，来看看整个过程中功能关系到底是怎么变化、转移的。原题如下：

将一个小球竖直向上抛，初动能为100J，上升到某一高度时动能减少80J，机械能损失20J，设阻力大小不变，那么小球回到抛出点时的动能为：
A. 20J　　 B. 40J　　 C. 50J　　 D. 80J

王尚的解析：在考场上，第一步需要把“阻力大小不变”标记出来，这是个非常有用的已知条件。因为此题设计机械能中的势能，规定出发位置为零势能面。

在我们物理教研室讲机械能守恒定律的时候特别强调其前提条件，其前提条件是“只有重力或弹力做功”。题意中讲到“机械能损失20J”，也正是说明了阻力在做功。

动能定理的内容是动能的变化是因为合外力做功。动能减少了80J，也就是说G与f的合力做功-80J；此时动能仅剩下100-80=20J；

总能量（机械能）减少了20J，还剩下100-20=80J；那么重力势能就是80-20=60J；因此，重力做的功是-60J；而我们刚才分析到“G与f的合力做功-80J”，因此阻力（摩擦力）做功-20J；于是G=3f；

什么时候到最高点呢？比然是v=0；此题探究功能，就说要让动能为零。刚才提到“此时动能仅剩下100-80=20J”；因此，还需要外力（G与f合力）做功-20J；G与f分别分配到-15J与-5J；

从开始到最高点的整个过程中，克服重力和阻力分别做功75J（60+15）和25J（10+5）；

同理在下落到最低点的过程中，克服阻力还要做功为25J。

从出发到落回原来位置，阻力一共做功25+25=50J；重力不做功；

依照动能定理，从开始运动计时，回到原出发点过程中Wf=ΔEk；因此物体的动能为100J－50J＝50J。注意，此时重力势能为零。本题的正确答案为：C；

这是一道非常典型的力学中功能关系的问题，大家通过这道题把功与能的转化好好复习下。我给出的分析比较细，知识正常的分析思路，这个题有更简单的求解方法。

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