某物体质量为m,在光滑水平面上与运动方向相同的恒力F的作用下,发生一段位移L,速度由v1增加到v2.
(1)试从牛顿定律出发,导出动能定理的表达式.
(2)运用动能定理解答下面问题,有一质量m=2kg的物体,置于水平面上,在水平恒力F=8N的作用下,使物体由静止开始运动,经过x=4m后,撤去F,问物体还能运动多长距离?已知物体与水平面间动摩擦因数为μ=0.2.(g取10m/s2)
(1)物体在恒力F作用下做匀加速运动,这个过程力F做的功为:W=FL
根据牛顿第二定律得:F=ma
而由运动学公式得:ν22-ν12=2aL
即:L=ν22-ν12 2a
把F、L的表达式代入W=FL得:W=ma(ν22-ν12) 2a
也就是:W=
mν22-1 2
mν12,此式即为动能定理的表达式.1 2
(2)对全过程,由动能定理:Fx-μmg(x+L)=0
得:L=
x=4m(F-μmg) μmg
答:(1)导出的动能定理的表达式是W=
mν22-1 2
mν12.1 2
(2)物体还能运动4m距离.