作者GuanSi (冠希)
看板Physics
標題[問題] 台中一中高二物理段考
時間Sun May 22 18:19:16 2016
https://goo.gl/j60Stq
第6題
A沒問題
答案給C 只是把A的重力位能換成動能而已
但A球不是有受輕桿的力嗎?
E選項看不出哪裡錯
B選項 B球最後應有一往左的速度 不知如何算出
D選項 應該就是把C的答案乘上mg
想延伸一下
這題有辦法算出落地時間嗎
或是算出某時刻兩球的速度?
想了一下不知如何下手
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※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc), 來自: 61.230.130.6
※ 文章網址: https://webptt.com/m.aspx?n=bbs/Physics/M.1463912358.A.272.html
1F：推 zealeliot: 有點難想 水平方向質心無外力 AB兩球最後沒有水平速度 05/22 18:56
2F：→ zealeliot: A的位能完全轉換成A的動能 B無速度 不確定是不是這樣 05/22 18:57
A球軌跡是一橢圓 最後一瞬間的速度應是垂直向下
B最後無速度應說得通 但選項C與E仍有疑惑
為何是力學能守恆阿
※ 編輯: GuanSi (61.230.130.6), 05/22/2016 19:13:04
3F：→ tulkaso: 力學能不守恆的條件是受到'非保守力'的作用，非保守力如 05/22 20:00
4F：→ tulkaso: 摩擦力，正向力是保守力所以力學能還是守恆~ 05/22 20:00
5F：→ tulkaso: 但題目好像並未說明是否為光滑平面，這種情況下假定為是 05/22 20:03
是光滑平面
6F：→ tulkaso: 有摩擦力的狀況下，力學能確實不守恆，但原因是摩擦力非 05/22 20:03
7F：→ tulkaso: 正向力 05/22 20:03
一個物體受正向力等速往上
這樣有力學能守恆?
※ 編輯: GuanSi (111.243.108.151), 05/22/2016 20:07:46
※ 編輯: GuanSi (111.243.108.151), 05/22/2016 20:08:51
8F：推 TellthEtRee: 因為正向力和位移垂直 所以剛好沒有作功 05/22 21:30
9F：推 TellthEtRee: B球的速度可以這樣看1.利用相對速度，對桿心的觀點是 05/22 21:40
10F：→ TellthEtRee: ，A球的速度和B球速度一樣快，但方向相反。此觀點確 05/22 21:40
11F：→ TellthEtRee: 定了水平分量無速度。2.相對A球的觀點是，A球靜止， 05/22 21:40
12F：→ TellthEtRee: 桿心向下(一倍速度)，B球向下(兩倍速度)，用這個速 05/22 21:40
13F：→ TellthEtRee: 度去列力學能守恆就有每個選項的答案了 05/22 21:40
系統質心位移是向下
那這樣正向力應該有做功耶...
這樣應該就沒有力學能守恆了吧
※ 編輯: GuanSi (111.243.108.151), 05/22/2016 22:05:39
14F：推 Panthalassa: 有作功沒錯 但是是保守力 05/22 22:27
15F：推 Panthalassa: 落地時 B速度是零 因為輕杆的限制 AB水平速度要一樣 05/22 22:31
16F：→ Panthalassa: 但過程完全沒有水平力 所以AB水平速度都是零 05/22 22:31
不太懂為啥正向力是保守力
我上面有提到
物體受正向力等速上升 有力學能守恆?
※ 編輯: GuanSi (111.243.108.151), 05/22/2016 23:23:52
17F：→ Vulpix: 正向力從來就不是保守力…… 05/22 23:48
18F：推 MUMUKON: 這問題很好 你想斜面上小球滑下來 05/23 00:02
19F：→ MUMUKON: 你會怎麼 算小球水平面的速度 05/23 00:03
20F：→ MUMUKON: 你不會去考慮斜面或桌面的 作用力影響吧 05/23 00:03
21F：→ MUMUKON: 為什麼呢?因為桌面斜面阿產生正向力剛好跟移動方向垂直 05/23 00:04
22F：→ MUMUKON: 回到此題B球根地面不也是一樣嗎~所以有作用的回歸到重力 05/23 00:05
23F：→ MUMUKON: 所以還是要力學能守恆 05/23 00:06
24F：→ MUMUKON: T大已解答QQ 我多餘了 05/23 00:07
同上回應
※ 編輯: GuanSi (111.243.108.151), 05/23/2016 00:28:28
25F：→ kuromu: 個人認為 力學能守恆適用的條件是:非保守力沒有對系統作 05/23 00:58
26F：→ kuromu: 工(該力對系統各部份作的工總和為0) 05/23 00:59
27F：→ kuromu: 正向力是非保守力 且對B作工為0 A和B各自受桿子作用力 05/23 01:02
28F：→ kuromu: 作用 各自被作的工剛好抵消 因此力學能守恆 05/23 01:03
29F：推 Vulpix: 如果你看的是整個系統的「質心」 05/23 01:15
30F：→ Vulpix: 那正向力確實作負功，而且減少了「質心」的總力學能 05/23 01:16
31F：→ Vulpix: 但是我們看的是整個系統，而非質心。 05/23 01:16
32F：→ Vulpix: 減少的質心力學能其實是A、B兩球的內動能。 05/23 01:18
33F：→ kuromu: 系統總動能=質心動能+質系作標系觀測下的系統總動能 05/23 01:18
34F：→ kuromu: 心 05/23 01:19
35F：→ Vulpix: 至於墜落所需時間和各瞬間的速度都可以算，但非高中程度。 05/23 01:19
36F：推 TellthEtRee: 這題比較難可以問 正向力在角度多少時會最大 05/23 11:10
37F：推 TellthEtRee: 是否有力學能守恆 要先看系統是怎麼選定 只選兩球與 05/23 11:19
38F：→ TellthEtRee: 桿的話是不守恆沒錯…但如果是選地板加兩球 就守恆了 05/23 11:19
39F：→ TellthEtRee: 如果只選A球 也是有守恆 05/23 11:19
40F：推 Vulpix: A球力學能不守恆，因為桿對A有作功。 05/23 14:13
41F：→ Vulpix: 而地板已算進去，因為「A球的位能」是地球與A球之間的事。 05/23 14:14
42F：→ thewid: 正向力不作工 05/23 14:29
43F：→ thewid: 如果你認為正向力會作工 表示你爬樓梯地板會對你作工 05/23 14:35
44F：→ thewid: 你質心往上 正向力往上 作工!! 樓梯會對人作工? 05/23 14:36
45F：→ thewid: 那不用電梯了 樓梯就會給你能量了 05/23 14:36
46F：→ thewid: 所以解法很簡單 A:水平不受外力 水平質心不變 可算最大位 05/23 14:37
47F：→ thewid: A球落地前 B球速度為0 A球就力學能守恆1/2mv^2=mgsinPhi 05/23 14:41
48F：→ thewid: 要我算隨時間的我不會 普物都還回去了 05/23 14:46
49F：推 MUMUKON: 普物還不夠... 大2力學才有交解法 我100%還給老師 05/23 21:17
50F：→ MUMUKON: 推K大+V大正解 05/23 21:18
51F：→ Vulpix: 如果是爬樓梯的狀況：把身體的受力簡化成1.重力2.地板給的 05/23 22:37
52F：→ Vulpix: 正向力(雙腳)3.地板給的摩擦力(平行地板的力,一樣雙腳) 05/23 22:38
53F：→ Vulpix: 那還真的是3讓人前進而2讓人上升，因為1辦不到這兩件事。 05/23 22:38
54F：→ Vulpix: 剩下的肌肉施力什麼的因為是內力，所以就不管了，雖然是 05/23 22:41
55F：→ Vulpix: 因為肌凝蛋白消耗了ATP而讓地板給了反作用力(2和3)，但是 05/23 22:42
56F：→ Vulpix: 在上面這樣分析受力的情況下真的是2和3讓人能夠爬樓梯。 05/23 22:43
57F：→ Vulpix: 注意這邊是靠反作用力才能爬樓梯，也就是地板不會主動給人 05/23 22:44
58F：→ Vulpix: 這麼多力量，所以不用擔心不施力樓梯就會給能量。 05/23 22:45
59F：→ Vulpix: 再來，假設人的速率變化不大的話，那力學能明顯是上升的 05/23 22:46
60F：→ Vulpix: (動能差不多沒變，而重力位能上升)但重力顯然作負功，所以 05/23 22:47
61F：→ Vulpix: 2和3合起來必定作正功。所以可以當成樓梯真的作功，只是 05/23 22:48
62F：→ Vulpix: 要細探其原因，可以想成肌肉作功傳到樓梯又反彈回人的身上 05/23 22:49
63F：→ Vulpix: (其實打到後面有點亂，不過大致上是這樣) 05/23 22:50
64F：推 ro9956882: 另一個正向力作功的例子：木塊放在大楔形木塊(不固定) 05/24 00:38
65F：→ ro9956882: 下滑時 木塊間的正向力對大小木塊都會作功 等大異號 05/24 00:40
66F：→ ro9956882: 實際上能量來源是位能就是了OwO 05/24 00:40
67F：推 recorriendo: 難題集粹有類似的題目 05/24 02:44