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长度为L的均匀链条放在光滑水平桌面上,且使其长度的1/4垂在桌边,松手后链条从静止开始沿桌面下滑,

整齐的可乐
曾经的音响
2023-02-21 03:01:45

长度为L的均匀链条放在光滑水平桌面上,且使其长度的1/4垂在桌边,松手后链条从静止开始沿桌面下滑,

最佳答案
强健的书本
还单身的丝袜
2026-05-07 14:30:50

本题显然用机械能守恒较快。

初态:链条静止,将它看成水平部分与竖直部分组成,每部分的重心位置在相应部分的中间。两部分的重力势能之和等于整个链条的重力势能。

末态:题目没说,可能是链条完全竖直了。

以水平桌面为零势能面。

在初态时,水平部分的质量是(3M / 4),长度是(3L / 4),而竖直部分质量是(M / 4),长度是(L / 4),M是整个链条的质量。

则此时链条总的重力势能是:Ep1=Ep平+Ep竖

即 Ep1=0+[ -(M / 4)g*(L / 8)]

说明:竖直部分的重心位置离零势能面(桌面)的距离是(L / 8)。

最新回答
秀丽的大侠
清脆的超短裙
2026-05-07 14:30:50

这道题的关键点是 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

健忘的篮球
善良的日记本
2026-05-07 14:30:50
这题其实很简单

l-a=v^2/2g

v=[2(l-a)g]^(1/2)

原因

物体下落速度与重量无关,都是加速度为g

又因为是光滑的,所以只需看他移动的距离

移动距离是l-a

那么有这个公式v^2-(v0)^2/2a=l

补充:我得是正确的,你可以尽管放心,上面的错了。这道题关键在于“光滑平面”。

说明除了受重力没有别的力作功了,而重力产生的加速度比恒为g。也就是说:初速度0、加速度g、移动距离l-a,求末速度。现在明白了吧。

傲娇的微笑
落后的时光
2026-05-07 14:30:50
(1)求重力势能只需要起始和终止结果即可。

先将铁链看成两段,设每段质量都为m/2(也可以设单位长度的质量,不过直接设质量方便点)

每段的重力作用点都在重心,即中点处。那么右段重心距零重力势能面的距离为L/4,而左段为L·sinθ/4,那么此时的重力势能就是-(m·g/2)*(L/4 + L·sinθ/4)

滑出瞬间即把铁链看成一段,质量为m,则重心距离零势能面为L/2,即得势能为-m·g·L/2

(2)第一小题的两个值减一下就好了。

快乐的烤鸡
舒心的豌豆
2026-05-07 14:30:50
全部滑离时,桌面上的部分0.5m,重心下降0.25L

垂下的部分0.5m,重心下降0.5L

重力势能转化为动能

0.5mg×0.25L+0.5mg×0.5L=0.5mV²

0.375gL=0.5V²

V=0.5√(3gL)

受伤的蛋挞
强健的唇彩
2026-05-07 14:30:50
质量均匀的物体重心在她的几何中心,像这种物体,由于分成两个部分,所以重力势能可以分成两部分计算

假定斜面最高处为重力势能为0处

一半是在斜面上,有2m,重心在斜面最高点下0.5m,重力势能G1

另一半悬垂,2m,重心在斜面最高点下1m,重力势能G2

之后链条全部滑出,重心在斜面最高点下2m,重力势能G3

如果还需要不均匀物体重心,那么就可以在空间坐标的3个方向分别列方程,x = ∑mixi,(mi,xi)为某个物体部分的质量以及在x方向的坐标,同理得到y,z