,
三、势能的共同特点
由重力势能和弹性势能的特点可推知,势能有一个共同的特点,即由某种力决定的势能变化规律为:该力做正功,势能减少;该力做负功,势能增加。
例题1 起重机以1 m/s2的加速度将质量为1 000 kg的货物由静止开始匀加速向上提升,若g取10 m/s2,则在1 s内起重机对货物所做的功是( )
A. 500 J B. 4 500 J C. 5 000 J D. 5 500 J
思路分析:货物的加速度向上,由牛顿第二定律有:F-mg=ma,
起重机的拉力F=mg+ma=11 000 N,
货物的位移是l=at2=0.5 m,
做功为W=Fl=5 500 J,故D正确。
答案:D
例题2 如图两截半径分别为2R和R的圆筒,底部放在同一水平面上,大筒内装的高度为H、密度为ρ的液体,现把连接两筒的阀门打开,使两筒中液体高度相等,则这一过程中重力做功为________________。
思路分析:本题中液体不能看成质点,可以等效求解移动水的重心下降的高度。
两截半径分别为2R和R的圆筒,底部放在同一水平面上,大筒内装的高度为H、密度为ρ的液体,现把连接两筒的阀门打开,使两筒中液体高度相等,此时液体的高度为h,所以,解得,
所以从大筒移到小筒的液体体积为
所以这个过程液体的重力势能变化量等于大筒上部分的液体移到右则小筒里的重力势能变化,
即
答案:
例题3 如图所示,劲度系数为k1的轻质弹簧两端分别与质量为m1、m2的物块1、2拴接,劲度系数为k2的轻质弹簧上端与物块2拴接,下端压在桌面上(不拴接),整个系统处于平衡状态。现施力将物块1缓慢竖直上提,直到下面那个弹簧的下端刚脱离桌面。在