物理 进来看下机械能是否守恒~?

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/06/07 05:34:59
用细线拉着的两球是否一定守恒~~ ?情况 如08高考全国卷1 24题
图中滑块和小球的质量均为m,滑块可在水平放置的光滑固定导轨上自由滑动,小球与滑块上的悬点O由一不可伸长的轻绳相连,轻绳长为l1开始时,轻绳处于水平拉直状态,小球和滑块均静止。现将小球由静止释放,当小球到达最低点时,滑块刚好被一表面涂有粘住物质的固定挡板粘住,在极短的时间内速度减为零,小球继续向左摆动,当轻绳与竖直方向的夹角θ=60°时小球达到最高点。

如果没有 “当轻绳与竖直方向的夹角θ=60°时小球达到最高点” 这条件机械能是否守恒?

这不是有没有的问题,而是在理论上,就应该是得到那个条件。
定性分析:把小球和滑块看成一个系统,整个系统在水平方向上受力合外力为0,当小球开始下滑时,小球向左运动,滑块向右运动,整个过程水平方向上的动量都是守恒的;当小球到最低点时,由于滑块被粘住了,不能再运动了,故小球再将自身的动能转化为重力势能。
定量计算:从刚下落到最低点过程,由水平方向动量守恒有(以左为正):
mV1-mV2=0
再由动能定理有:0.5m[(V1)^2+(V2)^2=mgh
得出:V1=V2=根号下gh
由于滑块给粘住了,速度立即变为了0,故因粘住,系统就只剩下了小球的动能了,也就是0.5mgh
这些能量刚好能让小球再上升0.5h高的地方,也就是小球继续向左摆动,轻绳与竖直方向的夹角θ=60° ,这时,已经再没有动能继续转化了,所以这就是小球能到的最高点。

1。小球向下运动中:
对小球和滑块组成的系统,绳子拉力是内力,不做功,系统机械能守恒。

在最低点,“固定挡板粘住”,机械能就不守恒了。

2。小球向上运动中:
如果没有 “当轻绳与竖直方向的夹角θ=60°时小球达到最高点” 这条件

机械能一样守恒。

实际上,小球从最低点向左摆的全过程,滑块不动,小球只受重力和拉力,而拉力不做功,只有重力做功,满足“守恒条件”。

“当轻绳与竖直方向的夹角θ=60°时小球达到最高点”已经表示机械能
不守恒了。因为机械能如果不损失的话最高点时夹角应该是90°。
由于小球的固定点O是一个可移动的滑块,所以情况跟单摆比起来比较复杂。
但是从动量守恒可以得知小球到达最高点时滑块和小球都是静止的,这时机械能全部变成了小球的重力势能。如果小球没能到达起初释放小球时的高度,就表示机械能没有守恒。当滑块在极短时间内速度减为零时机械能已经损失了。

以系统为研究对象,绳拉力为内力,只有重力做功,所以系统机械能是守恒的,第一问列两个机械能守恒就能解出来,第二问:mgl+W= 1/2mv^,解一下就可以算出来。

不守恒
因为“滑块刚好被一表面涂有粘住物质的固定挡板粘住