一道物理题,求详解!!!!!
解:设开始下落的时刻t=0,在t时刻落在地面上的链条长为x,未达到地面部分链条的速度值为v,链条密度为ρ。从t时刻起取很小一段时间Δt,在Δt内又有ΔM=ρ×Δx落到地面上静止。地面对ΔM作用的冲量为:
(F—ΔMg)Δt=ΔI
∵ΔMg×Δt≈0
∴F×Δt=ΔM×v-0=ρ×v×Δx
解得冲力F=ρ×v×Δx/Δt
其中Δx/Δt就是t时刻的链条的速度v,故F=ρ×v²
链条在t时刻的速度v极为链条下落长为x时的瞬时速度,即v²=2×g×x,代入F的表达式中,得F=2×ρ×g×x
此即t时刻链条对地面的作用力,也就是此时刻链条对地面的冲力
∴链条对地面的压力为:
N=3×ρ×g×x=3×M×g×x/L
简略的说一下,链条下落长度为X时,速度为 V=根号下2gx,取刚要与秤接触的一小段长为△x的链条,其质量为△m=(△x M)/L,由动量定理:设秤对△m的作用力为F,则F△t=△mV ,由于△x很小,故在△t内可视为V恒定不变。因此有△x=V△t,由以上各式求出F=2MgX/L此时已在秤上的链条的所受的支持力为Mgx/L,故N=F+Mgx/L=3MgX/L
则:λyg=d(λyv)/dt= λvdy/dt+ λydv/dt
由题意 dy/dt=v
所以 λyg= λv²+ λydv/dt
dv/dt =(dv/dy)(dy/dt)=vdv/dy
故 λyg= λv²+ λyvdv/dy 消去 λ 可得:
ygdy=v²dy+vdv
两边同乘以 2y
2y²gdy = 2yv²dy+2yvdv=d(y²v²)
两边积分可得:2y³g/3=y²v²
即: v=√2gy/3
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
“失重现象”是高中《物理》的内容。下面介绍几个自制的演示失重现象的小实验,以飨读者。
链条失重现象
自制一木架,在木架上端悬挂一根细链条,使链条的一端A固定在木架横梁上,另一端B用细线系在链条A端的一个环上(为使现象明显可使链条长一些,在B端挂一个钩码)。此装置放在带有托盘的台秤上,装置静止时观察台秤指针所指的示数,点燃火柴烧断系住链条B端的细线,这时引导学生观察台秤示数的变化,可观察到台秤示数变小。这说明链条下落时发生了失重现象。但当这一半链条下落到被上一半链条拉住静止时,台秤又恢复到原来的示数。
压力消失现象
在一个平底吊盘上放一个重物m,把一张薄纸条A的一端压在重物m和吊盘之间,纸条尽量窄且不很结实。当抽动一端时,纸条轻易地被拉断。实验时,一只手把纸条的另一端固定,另一只手提着盘的吊线B。先用手提着盘和重物慢慢下降,则纸条先被拉紧,接着就断裂了。这是因为纸条被重物压着的一端存在静摩擦力的作用。第二次换一张同样的纸条,把纸条的一端压在重物和盘之间,另一端固定,但是提吊线B的手突然放开,使盘和重物同时自由下落,可以看到纸条不但没有被拉断而且完好如初。这是因为自由下落过程中重物完全失重,不受盘的支持力,其反作用力——重物对盘的压力也就消失了,使静摩擦力不复存在。因此,可以从容地拉出纸条。
喷泉失射现象
取一只旧塑料瓶(如可乐瓶),在瓶的一端侧壁上钻几个小孔,用手指堵住小孔,向瓶中装满水(向水中滴几滴红墨水,便于看得更清楚),松开手指,则水就会喷射出来。这是水的重量产生的压强对瓶壁的作用。如果松开了拿瓶的手,让瓶自由下落,这时可以看到水立即停止喷出。这是因为正在自由下落的水处于完全失重状态,水层之间不再存在压力,故水不会从孔中流出。
斜面上下滑小车失重现象
用薄三合板自制一个斜面(稍长些),把一小车通过细线固定在斜面的上端。此装置放在带有托盘的台秤上(固定好),待装置静止时观察台秤指针所指的示数。点燃火柴烧断系住小车的细线,小车将沿斜面加速下滑,这时可观察到台秤示数变小。这说明小车加速下滑过程中发生了失重现象。知识点加速度
加速度是速度变化量与发生这一变化所用时间的比值,是描述物体速度改变快慢的物理量。例如,一个匀加速运动的质点,刚开始的速度是1米每秒,经过2秒钟以后,其速度变为3米每秒,那么这个质点的加速度的计算方法就是:用末速度减去初速度除以时间(2秒钟),就是1米每二次方秒。表示的意思就是,这个质点每经过1秒,其速度就增加1米每秒。但需要注意的是,加速度是一个矢量,就是说,这个量不仅表示质点加速度的大小,还表示加速度的方向。
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)