1.一根线密度均匀柔软链条,上端用手提住,下端恰好碰到桌面,现突然松手,链条下落,设每节链环落到桌...
1)
落下s时对链条进行受力分析有λsg+T=N
(λ为线密度,T为冲力,N为桌面支持力)
设dt内链条下落ds,以ds为研究对象,其质量dm=λds,设dm接触桌面时速度为v,则v=ds/dt=(2gs)^(1/2)
由动量定理(dmg-T')dt=dp=0-vdm=-λds(2gs)^(1/2)
(等式左边dmg远小于T'故忽略dmg)
得T'=2λgs,T'为T的反作用力,所以T=2λgs
(在计算T'时注意v=ds/dt)
从而N=3λgs
2)
由于人造重力即人在环内的惯性离心力,所以有mw^2r=mg
所以w=sqrt(g/r)
此人造重力的方向为沿着环的转动半径向外。
设链条质量为 m 。链条恰好全部脱离桌面时,原来在桌面上的链条重力势能减少了:(0.5m)*g*(0.25L)
原来垂直于桌面那部分的链条重力势能减少(0.5m)*g*(0.5L)
设最后链条离开桌面的速度为v ,那么链条动能增加了0.5mV^2 。
由于链条只受到保守力,其机械能是守恒的。所以:重力势能减少量=动能增加量,即
(0.5m)*g*(0.25L) +(0.5m)*g*(0.5L)=0.5mV^2 。这样就可以得出V的值了。
设链的线密度为ρ,任意时刻t下落h时链的速度为:v=√(2gh),此时落在地面上链的质量m=ρ.h , 此时m受力如图。
N=mg+F ,取微时间段dt , 下落的链质量 dm=ρ.v.dt
由动量定理:F.dt=dm.v=ρ.v^2.dt ,消去dt-->F=dm.v=ρ.v^2=ρ.2gh=2mg
最后,由左图 地面受的正压力N=mg+F=mg+2mg=3mg 。
两端固定 悬链线 y-y0=acosh[(x-x0)/a]
当然,固定点是受力的,并非只受重力作用。
如果真的只受重力作用的话,只能知道其质心运动是斜抛\平抛\自由落体,形状什么的与初条件有关。
能量守恒
即
重力势能全部转化为动能(光滑无摩擦)
且要真确选取重心!
你的那种解法是整体法。整体应用能量守恒
找准
初
末状态
初状态
1/4链条垂着
整体的重力势能为1/4mg(这部分质量)乘以1/8L(重心在1/4的中点,比桌面低1/8L
!!)
这个是初始的重力势能
末状态
链条刚刚好离开桌面
初始整体的重力势能为mg乘以1/2L(整体重心在中间,即比桌面低了1/2L
!!!)
这个是末状态的重力势能
因为
光滑
能量守恒
变化的重力势能全部转化为动能
即
(不考虑符号)末减初=动能
即(1/2-1/32)mgL=1/2mv2
所以V=根号(15/16gL)
以上为整体法分析。。。比较简便
适合大部分题
以下为另一种方法
部分法
在该题
略显复杂。。但有时有的题需用到
从开始到链条恰要离开桌面
链条的重力势能变化多少呢“?
把链条分成2部分。。3/4
和
1/4
先分析1/4吧,,他的下落距离是3/4L
所以有这部分重力势能为
1/4mg乘以3/4L
然后是3/4
下落距离为3/8L(重心在中间。链条一半)
所以重力势能为
3/4mg乘以3/8L
所以
总的重力势能变化为
3/16
+
9/32
=
15/32
mgL
因为
链条一体,,每个位置速度一样
即一个整体
所以15/32
mgL=1/2mV2
得
V=根号
(15/16gL)
解物理题
首先要掌握几种必要的物理模型
如
杠杆
滑轮
追赶相遇
能量守恒
动量守恒
等等
解题时,认真审题,,将题转化为物理模型来解决
会简单的多
呵呵。。还有
理科的东西可以找我
Q
1157782827