2018-2019学年教科版必修二 第四章 微型专题6 机械能守恒定律的应用. 学案
2018-2019学年教科版必修二       第四章 微型专题6 机械能守恒定律的应用.   学案第3页

(1)系统内两个物体直接接触或通过弹簧连接.这类连接体问题应注意各物体间不同能量形式的转化关系.

(2)系统内两个物体通过轻绳连接.如果和外界不存在摩擦力做功等问题时,只有机械能在两物体之间相互转移,两物体组成的系统机械能守恒.解决此类问题的关键是在绳的方向上两物体速度大小相等.

(3)系统内两个物体通过轻杆连接.轻杆连接的两物体绕固定转轴转动时,两物体转动的角速度相等.

三、链条类物体的机械能守恒问题

链条类物体机械能守恒问题的分析关键是分析重心位置,进而确定物体重力势能的变化,解题要注意两个问题:一是零势能面的选取;二是链条的每一段重心的位置变化和重力势能变化.

例3 如图4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.

图4

答案 

解析 释放后的链条,竖直方向的一半向下运动,放在斜面上的一半向上运动,由于竖直部分越来越多,所以链条做的是变加速运动,不能用一般运动学公式去解.因为斜面光滑,所以机械能守恒,链条得到的动能应是由势能转化的,重力势能的变化可以用重心的位置确定.

设斜面最高点为零势能点,链条总质量为m,

开始时左半部分的重力势能Ep1=-g·sin θ,

右半部分的重力势能Ep2=-g·,

机械能E1=Ep1+Ep2=-gL(1+sin θ).

当链条刚好全部滑出斜面时,