Question

高中物理题， 一质量为2m的物体P静止于光滑水平地面上，其截面如图所示。图中ab为粗糙的水平面，长度

高中物理题， 一质量为2m的物体P静止于光滑水平地面上，其截面如图所示。图中ab为粗糙的水平面，长度为L；bc为一光滑斜面，斜面和水平面通过与ab和bc均相切的长度可忽略的光滑圆弧连接。现有一质量为m的木块以大小为v0的水平初速度从a点向左运动，在斜面上上升的最大高度为h，返回后在到达a点前与物体P相对静止。重力加速度为g，求
（1）木块在ab段受到的摩擦力f

答案中写的有段话我不太理解：

那个能量守恒如果用关于木块动能定理，那么式中的1/2【m+2m】v²就变成了1/2mv²，最后算出的摩擦力一定与标准答案不同啊。。。。这是怎么回事？ 跪求求大神解惑啊！！！！





Answer 1

动量守恒没有问题，能量守恒和动能定理差不多，如果是用系统的动能定理的话应该写成这样
0.5（m+2m）v²-0.5mv0²=-mgh-fL，其中如果用系统的动能定理，摩擦力做的功要用相对位移，如果只对物块用动能定理的话，0.5mv²-0.5mv0²=-mgh-fx，其中x是物块相对地面的位移，不能是L

追问

如果用系统动能定理。。。系统受到的合外力不是应该是0么。。 求解啊，大神。。

追答

系统的动能定理后边的合外力做功应该是各个力做功的代数和，这个系统的合外力不是零，滑块和轨道都有加速度，合外力怎么会为零呢？

追问

那系统的合外力指的是哪几个力的和？

追答

做功的问题要求各力做了多少功，这道题做功的力有重力，摩擦力对物块做功，摩擦力对物体P做功

Answer 2

动能定理中摩擦力做功是对地位移‘题中的fL是摩擦热，损失的机械能转化为内能

追问

动能定理中的所用种类的力做功都是对地位移？

Answer 3

系统合外力虽然是零，但是木块与P之间的摩擦将动能转化为热能。系统同时满足动量、动能守恒定律。联合①②可解摩擦力。在此题中不能单独分析木块的能量转化，（因为系统相互接触，且运动方向上相互之间有受力）。

我们可以按照你提出的设想一起讨论一下，如果用关于木块动能定理：木块具有初速度v0，在木块和物体P首次具有相同速度的时候，木块速度速度变为v。如果要用关于木块动能定理，那么0.5*m*v0²=0.5*m*v²+fL（摩擦产生的热量）+△P(势能变化，这里△P=0)。那么这条式子成立吗？试问物体P的动能从何而来，如果这条式子已经符合能量守恒定律了，P的能量就是凭空产生的了。