一道困扰我两天的高中物理题,求高人赐教.质量为M,棱长为L的均匀正方体放在粗糙的水平地面上.以地面为零势能参考面.1.它的重力势能为多大?2.如果让它沿某一条棱旋转90°,推力至少需要做

Question

一道困扰我两天的高中物理题,求高人赐教.
质量为M,棱长为L的均匀正方体放在粗糙的水平地面上.以地面为零势能参考面.
1.它的重力势能为多大?
2.如果让它沿某一条棱旋转90°,推力至少需要做多少功?
其中我对一个问有些疑惑,若把这个正方体看为质点的话,那么质点的位置因该在正方体的几何中心呢,还是零势能参考面上?
另外第二问如何理解“至少”二字,答案中会出现动摩擦因素吗?可否去掉?

Answer 1

先回答你后面的问题,把正方体看成质点的话,质点的位置（质心）在.但看成质点的前提是其形状可以忽略
0势能面可以任意选取,一般选在地面.
1.它的重力势能为多大?
答：1/2MgL
2.如果让它沿某一条棱旋转90°,推力至少需要做多少功?
这一问非常容易搞错.因为在这里不可以把这个正方体看成质点.因为在这里必须考虑形状.可以让重力做后一段功,而推力作前一段功,因为质心的位置提高了1/2(根号2-1）,所以答案是1/2(根号2-1）MgL.
至少两个字是不可以少的,和摩擦无关,而是和他运动的速度有关.我们上面得出的答案是缓缓的推,即默认每个状态都近似为平衡状态,但如果你赋予它比方说比较大的速度,那么推力做功还有你赋予正方体的动能.
希望你以后一样保持这种勤于思考的习惯~