三亚市教师招聘:问条物理题

来源:百度文库 编辑:杭州交通信息网 时间:2024/05/03 06:53:04
一架自动扶梯以恒定的速率v1运送乘客上梯,某人第一次站在扶梯上不动,第二次以相对与扶梯的速率v2匀速上升,两次扶梯运客做的功分别为W1和W2,
则W1大于W2,为什么?

本题可有两种解法。
(一)利用功能关系来解决。两种情况中自动扶梯都是匀速上升,动能不变,机械能的增量即是重力势能的增量,所以两种情况下机械能增量相同。而第一次只有扶梯对人作功W1,第二次除扶梯作功W2外,人本身会消耗体内能量对外作功W’,而且满足W1=W2+W’,所以W1大于W2。
(二)利用求功公式来解决。两种情况中自动扶梯都是匀速上升,人受力平衡,扶梯对人作用力不变、速度不变,所以扶梯作功功率P=FVcosα不变,又因为第一次人站在扶梯上不动,第二次人以相对扶梯的速率v2匀速上升,所以第二次扶梯运送乘客时间要短,t1大于t2,则根据公式W=Pt可得W1大于W2

简单地说,第一次只有电梯对人做功,为W1;第二次除电梯对人做功W2外,人向上运动时也要做功W',由于都是匀速上升,因此机械能的增量等于重力势能的增量,两次相同,即W1=W2+W‘