长为L的均匀链条,放在光滑的水平桌面上,且使其长度的14垂在桌边,如图所示,松手后链条从静止开始沿桌边下滑,则链条滑至刚刚离开桌边时的速度大小为多大?

问题描述:

长为L的均匀链条,放在光滑的水平桌面上,且使其长度的

1
4
垂在桌边,如图所示,松手后链条从静止开始沿桌边下滑,则链条滑至刚刚离开桌边时的速度大小为多大?

设桌面为零势能面,链条的总质量为m.
开始时链条的机械能为:E1=-

1
4
mg•
1
8
L;
当链条刚脱离桌面时的机械能:E2=
1
2
mv2-mg
L
2

由机械能守恒可得:E1=E2
即:-
1
4
mg•
1
8
L=
1
2
mv2-mg
L
2

解得:v=
1
4
15gL

答:链条滑至刚刚离开桌边时的速度大小为
1
4
15gL

答案解析:链条在重力作用而向下滑动,只有重力做功,其机械能守恒;可设桌面为零势能面,列出机械能守恒方程可得出链条的速度.
考试点:机械能守恒定律.
知识点:零势能面的选取是任意的,本题也可以选链条滑至刚刚离开桌边时链条的中心为零势能面,结果是一样的,要注意重力势能的正负;抓住机械能守恒时,链条动能的变化取决于重力势能的变化量.