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物理
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如图所示,有一条长为L的均匀金属链条,一半长度在光滑斜面上,斜面倾角为θ,另一半长度沿竖直方向下垂在空中,当链条从静止开始释放后链条滑动,求链条刚好全部滑出斜面时的速度是多大.
人气:148 ℃ 时间:2020-03-25 19:21:26
解答
设链条的质量为m,以开始时链条的最高点为零势能面,链条的机械能为:
E=E
P
+E
K
=-
1
2
mg×
L
4
sinθ-
1
2
mg×
L
4
+0=-
1
8
mgL(1+sinθ),
链条全部下滑出后,动能为:
E
k
′=
1
2
mv
2
重力势能为:
Ep′=-mg
L
2
,
由机械能守恒可得:E=E
K
′+E
P
′
即:-
1
8
mgL(1+sinθ)=
1
2
mv
2
-mg
L
2
,
解得:v=
1
2
gL(3−sinθ)
;
答:链条刚好全部滑出斜面时的速度是
1
2
gL(3−sinθ)
.
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