高一物理 有点难 可以认为我对机械能一点都不懂,一点一点讲,因为只有你这样做了,才有可能拿到悬赏分的

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/05/24 23:13:52
如图所示,一轻绳吊着粗细均匀的棒,棒下端离地面高H,上端套着一个细环。棒和环的质量均为m,相互间最大静摩擦力等于滑动摩擦力kmg(k>1)。断开轻绳,棒和环自由下落。假设棒足够长,与地面发生碰撞时,触地时间极短,无动能损失。棒在整个运动过程中始终保持竖直,空气阻力不计。求:

(1)棒第一次与地面碰撞弹起上升过程中,环的加速度。

(2)从断开轻绳到棒与地面第二次碰撞的瞬间,棒运动的路程S。

(3)从断开轻绳到棒和环都静止,摩擦力对环及棒做的总功W。

各位最好把我当白痴,对机械能一点都不懂,一点一点讲,因为只有你这样做了,才有可能拿到悬赏分哦!(*^__^*) 嘻嘻……

1.这个问不用机械能的知识,首先,断开绳子之后显然环和棒子都做自由落体运动并保持相对静止,两者之间没有摩擦力。
然后棒子与地面碰撞,没有能量损失,也就是说棒子以与碰撞之前相同的速度反向向上运动。而环在这一刻仍然保持向下的速度。这样,环与棒子之间有了相对运动,也就有了摩擦力。而摩擦力的大小为kmg,方向竖直向上。环受到向下的mg(重力)作用和向上的kmg作用。所以合外力为(k-1)mg,所以加速度为(k-1)g,方向向上。
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2.总路程=绳子断开到第一次落地路程+第一次落地到第二次落地路程
从绳子断开到与地面第一次碰撞路程是H,那么需要求的就是第一次落地到第二次落地过程中的路程。
现设棒子第一次落地前瞬间速度大小为v,显然此刻环的速度也是v,第一次碰撞后的瞬间,棒以速度v向上运动,而此刻环的速度仍然是向下的v。
此刻棒子受到合外力为重力mg+摩擦力kmg,方向向下,所以棒子的加速度为(k+1)g向下,环为(k-1)g向上。
棒子和环速度大小一样,加速度方向都是与速度方向相反,那么显然加速度大的那个会先静止。也就是说棒子会先静止。而棒子在静止之前都具有向下的(k+1)g的加速度。而静止之后会下落,这之后棒子的受力情况就不用分析了,因为这不影响解题。(这里这个分析是有必要的,因为必须清楚棒子在上升过程中的加速度情况,才能求运动路程)
那么,在第一次碰撞后,棒子以速度v向上运动,并具有(k+1)g向下的加速度,直到静止。
所以可列方程组:
0.5[(k+1)g]t²=H1
(k+1)g*t=v
可求出h1,棒子静止后自然是下落,其路程和上升过程一样
所以:题目所求路程=H+2H1
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3.首先,在整个运动过程中,环不可能相对于棒子向上运动。(至于为什么,简单分析一下很容易得到。)
在这个前提下