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自主阅读素材5本章学科素养提升 第五章机械能 1 在应用机械能守恒定律处理实际问题时 经常遇到像 链条 液柱 类的物体 其在运动过程中将发生形变 其重心位置相对物体也发生变化 因此这类物体不能再看作质点来处理 2 一般情况下 可将物体分段处理 确定质量分布均匀的规则物体各部分的重心位置 根据初 末状态物体重力势能的变化列式求解 如图所示 一条长为l的柔软匀质链条 开始时静止在光滑梯形平台上 斜面上的链条长为x0 已知重力加速度为g lx0 例1 答案 解析 零势能面 1 利用等效法计算势能变化时一定要注意等效部分的质量关系 即根据物体的相对位置关系将物体分成若干段 在应用相关规律求解时要注意对应各部分的质量关系 2 解决涉及重力势能变化的问题时 物体的位置变化要以重心位置变化为准 规范答题要求 适当的文字叙述 突出关键公式 公式符号与题目对应 说明假设的未知量符号 13分 如图所示 质量m 2kg的小球以初速度v0沿光滑的水平面飞出后 恰好无碰撞地从a点进入竖直平面内的光滑圆弧轨道 其中b点为圆弧轨道的最低点 c点为圆弧轨道的最高点 圆弧ab对应的圆心角 53 圆半径r 0 5m 若小球离开水平面运动到a点所用时间t 0 4s 求 sin53 0 8 cos53 0 6 g 10m s2 1 小球沿水平面飞出的初速度v0的大小 例3 答案 3m s 书面表达过程 小球离开水平面运动到a点的过程中做平抛运动 有vy gt 1分 根据几何关系可得tan 1分 代入数据 解得v0 3m s 1分 2 到达b点时 小球对圆弧轨道的压力大小 答案 136n 书面表达过程 由题意可知 小球在a点的速度va 1分 小球从a点运动到b点的过程 满足机械能守恒定律 有 设小球运动到b点时受到圆弧轨道的支持力为fn 根据牛顿第二定律有 代入数据 解得fn 136n 1分 由牛顿第三定律可知 小球对圆弧轨道的压力大小为fn fn 136n 1分 3 小球能否通过圆弧轨道的最高点c 说明原因 答案 见解析 书面表达过程 假设小球能通过最高点c 则小球从b点运动到c点的过程满足机械能守恒定
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