关于能量的物理题如图所示

问题描述:

关于能量的物理题
如图所示
1个回答 分类:物理 2014-09-21

问题解答:

我来补答
根据几何关系可得:
(R+r)²=L²+(R-r)²
代入已知量可求得:
R=9/4m
1)小球在AB上的受力分析,小球受到重力mg,斜面支持力F1,摩擦力f1,根据已知有:
F1=mgcos37=8N
f1=uF1=8/3N
小球重力沿斜面向下的分量为T,则有:
T=mgsin37=6N
由于T>f1,因此,要使小球完成一周运动回到B点,只要使小球运动一周后能够回到APD的顶点即可,设CD为零势能面,假设小球回到APD顶点时的速度为0,则此时小球的机械能为:
E=mg*2R=45J
小球完成一周运动过程中有两个机械能损耗过程,分别是:
AB段:△E1=f1*L=8J
CD段:△E2=umg*L=10J
因此,小球的初始机械能为:
E0=E+△E1+△E2=63J
(LZ的题意中如果Ek0指的是初始机械能,则Ek0=E0=63J,如果指的是初始动能,则为:
Ek0=E0-Ep0=E0-mg(R+Rcos37)=63-40.5=22.5J)

2)小球第二次到达D点时经过了四次机械能损耗,并且此时的重力势能Ep2=0,则有:
Ek2+Ep2=E0-2△E1-△E2
即Ek2=E0-2△E1-2△E2=27J

3)对于小球轨道中B点处的重力势能为:
EpB=mg(r+rcos37)=18J
当小球第二次经过D点后,冲上APD轨道,之后又反回D点滑上轨道DC,当小球再次到达C点(第三次)时,小球的机械能为:
E3=E0-2△E1-3△E2=17J
由于E3
 
 
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