题目内容
(16分)如图所示,AB为光滑的水平面,BC是倾角为α的足够长的光滑斜面(斜面体固定不动)。AB、BC间用一小段光滑圆弧轨道相连。一条长为L的均匀柔软链条开始时静止的放在ABC面上,其一端D至B的距离为L-a。现自由释放链条,则:
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⑴链条下滑过程中,系统的机械能是否守恒?简述理由;
⑵链条的D端滑到B点时,链条的速率为多大?
解析:
⑴链条机械能守恒
因为斜面是光滑的,只有重力做功,符合机械能守恒的条件
⑵设链条质量为m:始末状态的重力势能变化可认为是由L-a段下降高度h引起的,即:
而该部分的质量为:
即重力势能变化量为:
因为软链的初速度为零,所以有:
由机械能守恒定律ΔEp减=ΔEk增得:
即:
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