一物体速度由0增加到v, 再从v增加到2v, 合外力做功分别为W1和W2,则W1和W2关系正确的是( )A.W1=W2B.W2=2W1C.W2=3W1D.W2=4W1
把一物体速度由0增加到v, 再从v增加到2v, 合外力做功分别为W1和W2,我们需要找出W1和W2的正确关系。
正确答案:C. W2=3W1。
解析:
我们应用动能定理来解决这个问题。动能定理告诉我们,合外力对物体做的功等于物体动能的变化。
1. 当物体的速度从0增加到v时:
初动能为0(因为速度为0)
末动能为\\frac{1}{2}mv2(其中m是物体的质量,v是速度)
根据动能定理,合外力做的功W1等于动能的变化,即W1 = \\frac{1}{2}mv2 - 0 = \\frac{1}{2}mv2
2. 当物体的速度从v增加到2v时:
初动能为\\frac{1}{2}mv2
末动能为\\frac{1}{2}m(2v)2 = 2mv2
同样根据动能定理,合外力做的功W2等于动能的变化,即W2 = 2mv2 - \\frac{1}{2}mv2 = \\frac{3}{2}mv2
3. 比较W1和W2:
我们已经得到W1 = \\frac{1}{2}mv2和W2 = \\frac{3}{2}mv2
显然,W2 = 3W1
正确答案是C,即W2 = 3W1。这个结论表明,当物体的速度从v增加到2v时,合外力做的功是速度从0增加到v时做的功的三倍。
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