长为L质量m的链条球重心高度
长为L质量m的链条球重心高度为m/L。
链条的中点与垂下来的链条的中点的连线的中点即是整个链条的重心位置。重心的基础上又添加了一个两小球的重心,其重心的位置在两个小球连线的中点位置两重心代表的质量还是相等的。整个的重心一定在这两个等效重心连线的中点上,它的位置要靠下一些。
设链条质量为M,链条长为L。
势能转化成动能:设离桌面下L处势能为0,则起始,链条的势能为 7/8 mg×L + 1/8 mg ×(L- 1/16L),离开桌面时的势能为mg×1/2 L。
则: 7/8 mg×L + 1/8 mg ×(L- 1/16L) = mg×1/2 L + 1/2 m V×V
求得V ×V = 63/64 gL.
V = (63/64 gL)开根号2
设桌面为零势能面,链条的总质量为m.开始时链条的机械能为:E₁=- mgL/32
当链条刚脱离桌面时的机械能:E₂=mv²/2-mgL/2
由机械能守恒可得:E₁=E₂
即- mgL/32=mv/2-mgL/2,解得v=(15gL)^0.5/4
所以链条刚离开桌边时的速度是(15gL)^0.5/4。
扩展资料
应用机械能守恒定律解题的步骤:
1、根据题意选取研究对象(物体或系统)。
2、明确研究对象的运动过程,分析研究对象在过程中的受力情况,弄清各力做功的情况,判断机械能是否守恒。
3、恰当地选取零势能面,确定研究对象在过程中的始态和末态的机械能。
4、根据机械能守恒定律的不同表达式列方程,并求解结果。
在整个过程中,每段链条的重力势能增加量是 ΔEp=(mg / 2)*( H / 2 )
恒力F做功是 W=FH
由功能关系可得 FH=2 * [ (mg / 2)*( H / 2 )+(m / 2)* V^2 / 2 ]
所以所求的速度是 V=根号[(2 F-mg)H / m ]
解:刚开始,1/2在桌面上,1/2垂直的。不具有动能,所有的机械能为势能,以地面为重力势能参考面,则
开始机械能 Wk=1/2mg*2L(桌面上的那一部分)+1/2mg(7/4)L(垂下的那一部分,重心在1/2处)
当其下落到刚刚接触地面时:
重力势能为:mg(3/2)L
动能为:1/2mv²
由机械能守恒:1/2mg*2L+1/2mg(7/4)L=mg(3/2)L+1/2mv²
得到:v=根号下3/4gL
思路是这样,答案可以再自己算一下。
m'=my/L
对桌面以上的铁链:F-m'g = d(m'v)/dt=vdm'/dt
【说明】:
(1)式中 F-m'g 就是桌面以上的铁链所受合外力 ,方程右边是桌面以上铁链动量的变化率
(2)由于是匀速提起,所以 v是恒量,故 d(m'v)/dt=vdm'/dt
代入 m'=my/L 可得 F-mgy/L =(mv/L)dy/dt
由题意 dy/dt=v
所以 F= mv²+mgy/L
-L/4,那么脱离滑轮时链条的重心高度应该为-L/2,那么势能差就是mg(-L/4)-mg(-L/2)=mgL/4,根据动能公式可得mgL/4=mvv,可以得到v=gL/4开根号,
初始链条的重力势能为E0= -(m*a/l)*g*(a/2)
链条离开桌面时势能为E1= - m*g*(l/2)
由能量守恒,势能减少量等于动能增加量,设链条离开桌面时速度为v,则:
1/2*m*v*v=E0-E1 带入E0、E1接此方程得v=根号[(l*l-a*a)*g/l]
将链子看成两部分:在斜面上的部分(设为A)和下垂的部分(设为B)。
设链子总质量为2m,则每部分的质量都是m
链子全部脱离斜面,可以等效为B仍在远处,A跑到B的下面。(这种方法很常用,求水流动时水重力做工也是这样。)
也就是说B部分链子没有做功,只有A部分链子做功,且重心下降了L/2+L/4=3/4L
整体(A+B)动能定理:mg3/4L=1/2·2mv`2 v=根号(3/4gL) (因为是链子,所以各部分速度大小相等)
哪里不懂请追问
打字很辛苦···好的请采纳。谢谢