两根长直轨道与一半径为R的半圆型圆弧轨道相接于A、C两点,B点为轨道最低点,O为圆心,轨道各处光滑且固定在竖直平面内。质量均为m的两小环P、Q用长为R的轻杆连接在一起,套

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 机械能守恒定律/2022-11-10 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

两根长直轨道与一半径为R的半圆型圆弧轨道相接于A、C两点,B点为轨道最低点,O为圆心,轨道各处光滑且固定在竖直平面内。质量均为m的两小环P、Q用长为R的轻杆连接在一起,套在轨道上。将MN两环从距离地面2R处由静止释放,整个过程中轻杆和轨道始终不接触,重力加速度为g,求:
(1)当P环运动到B点时,系统减少的重力势能△EP
(2)当P环运动到B点时的速度v
(3)在运动过程中,P环能达到的最大速度vm
(4)若将杆换成长,P环仍从原处由静止释放,经过半圆型底部再次上升后,P环能达到的最大高度H

◎ 答案

(1)
(2)AB都进入圆轨道后,两环具有相同角速度,则两环速度大小一定相等(或通过速度分解得到两环速度大小相同)
整体动能定理(或机械能守恒):
得到
(3)当系统质心下降到最低处时,系统达到的速度最大,此时MN离O点竖直高度为 
得到
(4)由于杆超过了半圆直径, M再次上升后,设位置比原来高h
由动能定理(或机械能守恒):
解得, M能达到的最大高度

◎ 解析

◎ 知识点

    专家分析,试题“两根长直轨道与一半径为R的半圆型圆弧轨道相接于A、C两点,B点为轨道最低点,O为圆心,轨道各处光滑且固定在竖直平面内。质量均为m的两小环P、Q用长为R的轻杆连接在一起,套…”主要考查了你对  【机械能守恒定律】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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