第五章机械能1.在应用机械能守恒定律处理实际问题时,经常遇到像“链条”“液柱”类的物体,其在运动过程中将发生形变,其重心位置相对物体也发生变化,因此这类物体不能再看作质点来处理.2.一般情况下,可将物体分段处理,确定质量分布均匀的规则物体各部分的重心位置,根据初、末状态物体重力势能的变化列式求解.例1如图1所示,一条长为L的柔软匀质链条,开始时静止在光滑梯形平台上,斜面上的链条长为x0,已知重力加速度为g,Lx0).图1答案解析链条各部分和地球组成的系统机械能守恒,设链条的总质量为m,以平台所在位置为零势能面,当斜面上链条长为x时,有-x0g·x0sinα=mv2-xg·xsinα解得v=
1.利用等效法计算势能变化时一定要注意等效部分的质量关系,即根据物体的相对位置关系将物体分成若干段,在应用相关规律求解时要注意对应各部分的质量关系.2.解决涉及重力势能变化的问题时,物体的位置变化要以重心位置变化为准.规范答题要求:适当的文字叙述,突出关键公式,公式符号与题目对应,说明假设的未知量符号.例2(13分)如图2所示,质量m=2kg的小球以初速度v0沿光滑的水平面飞出后,恰好无碰撞地从A点进入竖直平面内的光滑圆弧轨道,其中B点为圆弧轨道的最低点,C点为圆弧轨道的最高点,圆弧AB对应的圆心角θ=53°,圆半径R=0
5m.若小球离开水平面运动到A点所用时间t=0
4s,求:(sin53°=0
8,cos53°=0
6,g=10m/s2)图2(1)小球沿水平面飞出的初速度v0的大小.(2)到达B点时,小球对圆弧轨道的压力大小.(3)小球能否通过圆弧轨道的最高点C
说明原因.答案(1)3m/s(2)136N(3)见解析【书面表达过程】(1)小球离开水平面运动到A点的过程中做平抛运动,有vy=gt(1分)根据几何关系可得tanθ=(1分)代入数据,解得v0=3m/s(1分)(2)由题意