例题2-5-1 一汽车的速度 ,驶至一斜率为0.010的斜坡时,关闭油门。设车与路面间的摩擦阻力为车重 的0.05倍,问汽车能冲上斜坡多远?
(2)
按题意, ,表示斜坡与水平面的夹角很小,所以 , ,并因 ,上式可化成
(3)
或
代入已知数字得
解法二:取汽车和地球这一系统为研究对象,则系统内只有汽车受到 和 两个外力的作用,运用系统的功能原理,有

即
(4)
上式说明,汽车在上坡前动能和势能(设为零)的总和大于上坡后动能(为零)和势能的总和,汽车在上坡中机械能减少了,它所减小的能量等于反抗摩擦力所作的功。代入已知数字,同样解得 。
从这个例子中我们看到,在应用动能定理时,必须计算一切外力(包括重力)所作的功,但如果考虑了系统的重力势能而应用系统的功能原理,那么就不能再把重力看做外力,也不必再计算重力作的功。 |