不相等,故两小球落地时重力的功率不相等,B项错误.重力做功取决于下降的高度h,从开始运动至落地h相等,故重力对两小球做功相同,C项正确.重力做功的平均功率P=,两球运动的时间不相等,故重力对两小球做功的平均功率不相等,D项错误.
二、对动能定理的理解及在多过程问题中的应用
动能定理一般应用于单个物体,研究过程可以是直线运动,也可以是曲线运动;既适用于恒力做功,也适用于变力做功;既适用于各个力同时作用在物体上,也适用于不同的力分阶段作用在物体上,凡涉及力对物体做功过程中动能的变化问题几乎都可以使用,但使用时应注意以下几点:
1.明确研究对象和研究过程,确定初、末状态的速度情况.
2.对物体进行正确的受力分析(包括重力、弹力等),弄清各力做功大小及功的正、负情况.
3.有些力在运动过程中不是始终存在,物体运动状态、受力等情况均发生变化,则在考虑外力做功时,必须根据不同情况分别对待,正确表示出总功.
4.若物体运动过程中包含几个不同的子过程,解题时,可以分段考虑,也可视为一个整体过程考虑,列出动能定理方程求解.
例2 一列火车由机车牵引沿水平轨道行驶,经过时间t,其速度由0增大到v.已知列车总质量为M,机车功率P保持不变,列车所受阻力f为恒力.求这段时间内列车通过的路程.
答案
解析 以列车为研究对象,列车水平方向受牵引力和阻力.设列车通过的路程为x.据动能定理WF-Wf=Mv2-0,因为列车功率一定,据P=可知牵引力的功WF=Pt,Pt-fx=Mv2,解得x=.
例3 滑板运动是极限运动的鼻祖,许多极限运动项目均由滑板项目延伸而来.如图3是滑板运动的轨道,BC和DE是两段光滑圆弧形轨道,BC段的圆心为O点,圆心角为60°,半径OC与水平轨道CD垂直,水平轨道CD段粗糙且长8 m.某运动员从轨道上的A点以3 m/s的速度水平滑出,在B点刚好沿轨道的切线方向滑入圆弧形轨道BC,经CD轨道后冲上DE轨道,到达E点时速度减为零,然后返回.已知运动员和滑板的总质量为60 kg,B、E两点到水平轨道CD的竖直高度分别为h和H,且h=2 m,H=2.8 m,g取10 m/s2.求: