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1、机械能守恒定律应用,(4)根据机械能守恒定律列方程求解(选取不同的参考平面,方程的形式不同,但不影响解题结果,故参考平面的选取应以解题方便为原则),用机械能守恒解题的一般步骤:,(1)明确研究对象;,(2)对物体进行受力分析,研究运动过程中各力是否做功,判断物体的机械能是否守恒;,(3)选取参考平面,确定物体(系统)在初,末状态的机械能;,一、单个物体机械能守恒问题1、一个物体从光滑的斜面顶端由静止开始下滑,斜面高1m,长2m,不计空气阻力,物体滑到斜面底端的速度是多大?若将斜面换成光滑的曲面呢?g=10m/s2,2、在离地面某一高度处竖直向上抛出一个小球,小球质量为m=1kg,抛出时的初速度
2、v0=4m/s,取过抛出点的水平面作为参考平面,最高点离参考平面的高度为多少?g=10m/s2,0.8m,二、连续分布物体机械能守恒问题,3、如图所示,总长为L的光滑匀质铁链跨过一个光滑的轻小滑轮,开始时底端相齐,当略有扰动时其一端下落,则铁链刚脱离滑轮的瞬间的速度是多大?,4、一条长为L的均匀链条,放在光滑水平桌面上,链条的一半垂直于桌边,如图所示现由静止开始使链条自由滑落,当它全部脱离桌面瞬时的速度为多大?,5、如图所示,一固定在竖直平面内的光滑的半圆形轨道ABC,其半径R=0.5m,轨道在C处与水平地面相切,在C处放一小物块,给它一水平向左的初速度v0=5m/s,结果它沿CBA运动,通过
3、A点,最后落在水平地面上的D点,求C、D间的距离x。(取重力加速度g=10m/s2),X=1m,三、机械能守恒定律在平抛运动、圆周运动中的应用(单个物体),6、如图所示,一个光滑的水平轨道与半圆轨道相连接,其中半圆轨道在竖直平面内,半径为R,质量为m的小球以某速度从A点无摩擦地滚上半圆轨道,小球通过轨道的最高点B后恰好做平抛运动,且正好落在水平地面上的C点,已AC=AB=2R,求:小球在A点时的速度大小。小球在B点时半圆轨道对它的弹力。,(2)0,7、如图所示,位于竖直平面内的光滑轨道,由一段斜的直轨道与之相切的圆形轨道连接而成,圆形轨道的半径为R,一质量为m的小物块从斜轨道上某处由静止开始下
4、滑,然后沿圆形轨道运动要求物块能通过圆形轨道最高点,且在该最高点与轨道间的压力不能超过5mg(g为重力加速度)。求物块初始位置相圆形轨道底部的高度h的取值范围。,8、AB是竖直平面内的四分之一圆弧轨道,在下端B与水平直轨道相切,如图所示,一小球自A点起由静止开始沿轨道下滑,已知圆轨道半径为R,小球的质量为m,不计各处摩擦,求:(1)小球运动到B点时的动能;(2)小球下滑到距水平轨道的高度为 时速度的大小和方向;(3)小球经过圆弧轨道的B点、C点时所受轨道支持力NB、NC各是多大?,(1)mgR,9、如图所示,固定在竖直平面内的光滑轨道,半径为R,一质量为m的小球沿逆时针的方向在轨道上做圆周运动
5、,在最低点时,m对轨道的压力为8mg,当m运动到最高点B时,对轨道的压力大小是多大?,2mg,10、如图所示,位于竖直平面内的1/4光滑圆弧轨道,半径为R,OB沿竖直方向,B处切线水平,圆弧轨道上端A点距地面高度为H,质量为m的小球从A点由静止释放,最后落在地面C点处,不计空气阻力,求:(1)小球刚运动到B点时,对轨道的压力是多少?(2)小球落地点C到B的水平距离S为多少?(3)比值R/H为多少时,小球落地点C与B的水平距离S最远?该水平距离的最大值是多少(用H表示)?,(1)3mg,四、系统机械能守恒,11、如图所示,质量为m的木块放在光滑的水平桌面上,用轻绳绕过桌边的定滑轮与质量为M的砝码
6、相连,已知M=2m,让绳拉直后使砝码从静止开始下降h(小于桌高)的距离,木块仍没离开桌面,则砝码的速率为多少?,12、质量均为m的物体A和B分别系在一根不计质量的细绳两端,绳子跨过固定在倾角为30的斜面顶端的定滑轮上,斜面固定在水平地面上,开始时把物体B拉到斜面底端,这时物体A离地面的高度为H=0.8m,如图所示,若摩擦力均不计,从静止开始放手让它们运动。求:(1)物体A着地时的速度;(2)物体A着地后物体B沿斜面上滑的最大距离。(g=10m/s2),(1)2m/s,(2)0.4m,13、一个质量m=0.20kg的小球系于轻质弹簧的一端,且套在固定的光滑竖立的圆环上,弹簧的另一端固定于环的最高点A,环的半径R=0.5m,弹簧的原长L0=0.50m,如图所示若小球从图中所示位置B点由静止开始滑动到最低点C时,弹簧的弹性势能Ep=0.60J(g=10m/s2)求:(1)小球到C点时的速度vC的大小;(2)若弹簧的劲度系数为4.8N/m,小球在C点时对环的作用力的大小和方向,(1)3m/s,(2)3.2N,方向竖直向下,14、如图所示,将AB两个砝码用细线相连,挂在定滑轮上,已知mA=0.2 kg,mB=0.05 kg.托起砝码A使其比砝码B的位置高0.2 m,然后由静止释放,不计滑轮的质量和摩擦,当两砝码运动到同一高度时,它们的速度大小为多少?,