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,
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)。
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
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。
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。
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)
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