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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:学生作业帮 编辑:大师作文网作业帮 分类:物理作业 时间:2024/11/12 14:46:21
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
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……
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
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,假设整个运动过程中环相对于棒子运动了L的距离
那么摩擦力做功为kmgL,整个系统重力势能损失为mgH+mg(H+L)
两者相等 kmgL=mgH+mg(H+L)得到L=2H/(k-1)
所以摩擦力做功为W=mgL=2mgH/(k-1)
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现在来讲解一下问题2中设的速度v如何求,还有问题3所用到的方程.
楼主不懂机械能,但应该懂功和能的概念吧.
那么,所谓机械能,就是物体的动能和重力势能的合.
动能,也就是运动的物体因为运动所具有的能.一个有质量的物体在运动,那么他肯定具有能量,这是没问题的吧.那么这个能量如何求呢
有公式:Ek=0.5mv²
m是物体质量,v是物体速度,0.5是系数
很显然,质量越大的物体,运动的时候具有的能量也越大.而物体运动速度越快,其能量也越大.这些都是显而易见的.
至于这个公式的推导过程,老实说我也不是很清楚.
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而重力势能,就是物体因为受到重力而具有的能量.把同一个物体从10楼砸下去和从1楼砸下去,其威力肯定不一样,就是因为10楼的物体具有的重力势能更大.
重力势能有一个“零势能面”,处于“零势能面”的物体其重力势能为零.这个“零势能面”是可以自己定义的,比如定义10楼为“零势能面”,那么物体在10楼的时候重力势能为0,在9楼的时候重力势能为负,在11楼时为正.
重力势能的公式为EP=mgh h为高度或者说高度差.
也就是说,物体下降了h的高度,其重力势能就减少mgh这么多
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那么回头看2问中的v,铁棒下降了H,其重力势能减少了,而这些重力势能到哪里去了呢?显然能量不会凭空消失,而在第一次碰撞之前也没有摩擦力造成的能量损失,整个系统又不受任何外力,所以重力势能转化为了物体的动能.
所以有 mgH=0.5mv² 就求出v了
至于第三问,mgH+mg(H+L)其中mgH是棒子的重力势能损失,因为棒子下降了H高度
mg(H+L)是环的重力势能损失,因为环下降了H高度,同时相对于棒子向下运动了L距离,还下降了L高度.
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关于机械能,你可以去看看.
这里面还有弹性势能.
高中物理里面,机械能是一个很大的知识点,不是一节课两节课就讲完的.这里也不可能讲得太多,所以只能这样了.
打字打了半个小时.给分咯!