高三物理機(jī)械能守恒定律-全文預(yù)覽
【正文】 2,過 E做水平線 EF,在 EF上釘鐵釘 D,如圖所示 .若線所能承受的最大拉力是 9mg,現(xiàn)將小球和懸線拉至水平 ,然后由靜止釋放 ,若小球能繞鐵釘在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動 ,求鐵釘位置在水平線上的取值范圍 .不計(jì)線與鐵釘 碰撞時(shí)的能量損失 . 分析 :首先需注意到題目中有兩個約束條件 ,一個是細(xì)線承受的拉力最大不能超過 9mg,再就是必須通過最高點(diǎn)做豎直面上的完整的圓周運(yùn)動 .這樣鐵釘在水平線上的取值范圍就由相應(yīng)的兩個臨界狀態(tài)決定 . 解 :設(shè)鐵釘在位置 D時(shí) ,球至最低點(diǎn)細(xì)線所承受的拉力剛好為 9mg,并設(shè) DE=X1,由幾何關(guān)系可求得碰釘子后球圓周運(yùn)動的半徑 解以上各式得 : 球由 C點(diǎn)至 D點(diǎn)正下方的過程中 ,遵守機(jī)械能守恒定律 ,有 球至 D點(diǎn)正下方時(shí) ,由細(xì)線拉力和球的重力的合力提供向心力 .根據(jù)向心力公式得 : 再設(shè)鐵釘在 D`點(diǎn)時(shí) ,小球剛好能夠繞鐵釘通過最高點(diǎn)做完整的圓周運(yùn)動 ,并設(shè) D`E=X2,由幾何關(guān)系可求得球的運(yùn)動半徑為 解以上各式得 : 鐵釘在水平線 EF上的位置范圍是 : 球由 C至圓周最高點(diǎn)過程中 ,遵守機(jī)械能守恒定律 ,有 : 球至圓周最高時(shí) ,其向心力由球的重力提供 ,根據(jù)向心力公式得 : （ 二 ） “ 落鏈 ” 問題 例 長為 L質(zhì)量分布均勻的繩子 ,對稱地懸掛在輕小的定滑輪上 ,如圖所示 .輕輕地推動一下 ,讓繩子滑下 ,那么當(dāng)繩子離開滑輪的瞬間 ,繩子的速度為 . 解： 由 機(jī)械能守恒定律 ， 取小滑輪處為零勢能面 . （ 三 ） “ 流體 ” 問題 例 如圖所示 ,一粗細(xì)均勻的 U形管內(nèi)裝有同種液體豎直放置 ,右管口用蓋板 A密閉一部分氣體 ,左管口開口 ,兩液面高度差為 h,U形管中液柱總長為 4h,現(xiàn)拿去蓋板 ,液柱開始流動 .當(dāng)兩側(cè)液面恰好相齊時(shí)右側(cè)液面下降的速度大小為 . A h 解 :應(yīng)用 “ 割補(bǔ) ” 法： 液面相齊時(shí)等效于把右側(cè)中 h/2的液柱移到左側(cè)管中 ,其減少的重力勢能轉(zhuǎn)變?yōu)檎麄€液柱的動能
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