一道机械能守恒的高中物理题!

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/05/05 05:47:43
如图,质量为m的物体,以某一初速度从A点向下在光滑的轨道中运动,不计空气阻力,若物体通过B点时的速度为“3倍根号下gR”,求:
(1)物体在A点时的速度。
(2)物体离开C点后还能上升多高?

(1)取B点为零势能点,设物体在A点的速度为Va则物体在A点时的机械:
Ea=mg(3R)+1/2mVa^2
在B点的机械能Eb=1/2mVb^2=9/2mgR
根据机械能守恒得Ea=Eb即,3mgR+1/2mVa^2=9/2mgR
所以Va=(3gR)开根号
(2)设物体上升的最高点为D点,零势能点为C点,D点比C点高h则
物体在A点时的机械能Ea=mg(2R)+1/2mVa^2
在D点时的机械能Ed=mgh
而Ea=Ed即,2mgR+1/2mVa^2=mgh
所以h=7/2R

1)机械能守衡,0.5mV。^2+mg(3R)=0.5mVb^2
V。^2=Vb^2-6Rg=9Rg-6Rg=3Rg
V。=(3Rg)^1/2
2)设m离开C点升到的最高奌为D,CD=h
由B到D的过程中机械能守衡
0.5mVb^2=mg(R+h)
R+h=Vb^2/2g=4.5R
h=3.5R

1、物体在B点具有的动能=A点的动能+A到B的势能差,故而有
0.5mvbvb=mg3R+0.5mvava,其中vb是在B点时的速度,va是在A点时的速度,代入数值,解得
va=√(3gR)

2、当物体到点C点时,还有具有向上的速度,与第一题类似,有
0.5mvbvb-mgR=0.5mvcvc,代入数值解得
vc=√(7gR)
所能上升的高度为
0.5mvcvc=mgH
H=3.5R

第二问还有一个简单的解法,在从A到C的过程中,机械能守恒
故而还能上升的最大高度一定比A点高,因为在A点时有动能,故而上升的最大高度具有的势能就是A点时候的动能(相对A点而已),故而有
0.5mvava=mgH1
H1=1.5R
由于A点比C点高2R,故而
最高点比C点高的高度为H=H1+2R=3.5R

不想做,太简单了~