高一物理链条问题
这个题目经典了,应用动能定理
。
首先
W=
1/2*mv2²
-1/2*mv1²
等号左边的功可用重力势能变化表示
mgh2-mgh1=1/2*mv2²
-1/2*mv1²
把m消掉
gh1-gh2=1/2*v2²
-1/2*v1²
设桌面为零势面
要注意了,等号左边h是指链条重心高度故h1为-L/4(一半垂于桌面,再取一半就是重心)
同理,完全脱落时重心为-1/2*L
此外初动能为0
则代入有
-1/4*L*g
-(-1/2*L*g)=1/2
v²
1/4Lg=1/2v²
v=根号下(Lg/2)
若g取10的话
v=根号下(L/5)
本题的零势面在桌子上,所以在静止时,一半链子在桌面上重力势能为0,另外一半垂吊,质量为1/2mg,这一半链子的重心离桌子距离不就是L/4么?,所以静止时链子具有的重力势能为-1/2mg*L/4(链子在桌面以下,所以是负)
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
初始时刻,一部分链条在桌面上是没有重力势能的,所以算重力势能时,质量应该用桌外长为a的链条的质量,即这里的m'=mga/L
,而不是用整根链条的质量~~
这是本题的易错点,要记住~~~
(这种题目就用机械能守恒来做,你只要考虑首末时刻的动能与重力势能的和不变来算就行了。至于中间过程的力,运动都不要考虑,因为这个太复杂,考虑的话就很难做了。)
哦 是你对重力势能和动能的转化出问题了。
设链条总质量为m
则原来状态的机械能只有重力势能
为 桌上的那部分重力势能为(L-a)/L *mgh
桌外的那部分重力势能为a/L *mg*(h-a/2)
因此机械能为 (L-a)/L *mgh + a/L *mg*(h-a/2)
整个链条离开桌边时的机械能=动能+重力势能。
此时的重力势能=mg(h-L/2)
因此动能为 (L-a)/L *mgh + a/L *mg*(h-a/2) - mg(h-L/2)
=mg(L/2 - a^2/2L)
不清楚HI我
开始时,左边的链条的重力势能Ep1=-(2m/5)*g*(1/5)L
右边的链条的重力势能为:Ep2=-(3m/5)*g*(3/10)L
当链条和定滑轮脱离时的速度为V,此时的重力势能为Ep=-m*g(L/2)
根据机械能守恒有:
EP1+Ep2=Ep+1/2*m*V^2
解出V即可
初始状态:链条长0.4m,放在斜面上时,高为0.2m。算重力势能要看物体重心。质量均匀物体重心位于中心,即h=0.1m
E1=mgh+0
末状态:链条刚好全部脱离斜面,则链条重心位于零势能面下方0.2处(L的一半)
E2=0.5mv²-mg0.5L
根据机械能守恒,E1=E2
解得v=根号六
以桌面为重力势能参考0点
原来的重力势能;[M/5]G[-L/10]
将其悬挂部分缓缓地拉回桌面上,重力势能为0
假设对他做功W;
[M/5]G[-L/10]+W=0 [缓缓地拉,不考虑动能]
W=[M/5]G[L/10]=0.02MGL