2018-2019学年鲁科版必修2 2.3 能量守恒定律 作业(1)
2018-2019学年鲁科版必修2  2.3 能量守恒定律 作业(1)第3页

  ,悬吊在桌边部分的和理力势能为

  

  当整条铁链刚挂直时,铁链的动能 又有重力势能

  根据机械能守恒定律有,所以,故

  

  故 所以

 7. 用一根长l的细线,一端固定在顶板上,另一端拴一个质量为m的小球. 现使细线偏离竖直方向α角后,从A处无初速地释放小球(如图所示)。试问:

  (1)小球摆到最低点O时的速度?

  (2)小球摆到左方最高点的高度(相对最低点)?

  (3)若在悬点正下方P处有一钉子,,则小球碰钉后向左摆动过程中能达到的最大高度有何变化?

  解析:小球在摆动过程中,受到两个力作用:重力和线的拉力。由于小球在拉力方向上没有位移,拉力对小球不做功,只有重力做功,所以小球在运动过程中机械能守恒。

  (1)设位置A相对最低点O的高度为h,取过O点的水平面为零势能位置。由机械能守恒得

  

  

  (2)由于摆到左方最高点B时的速度为零,小球在B点时只有势能。由机械能守恒EA=EB

  即 mgh=mgh'

  所以B点相对最低点的高度为 h'=h.

(3)当钉有钉子P时,悬线摆至竖直位置碰钉后,将以P为中心继续左摆。由机械能守恒可知,小球摆至左方最