如图所示,AB为光滑的水平面,BC是倾角为α的足够长的光滑斜面(斜
如图所示,
AB为光滑的水平面,
BC是倾角为
α的足够长的光滑斜面(斜面体固定不动)。
AB、
BC间用一小段光滑圆弧轨道相连。一条长为
L的均匀柔软链条开始时静止的放在
ABC面上,其一端
D至
B的距离为
L-
a。现自由释放链条,则:
⑴链条下滑过程中,系统的机械能是否守恒?简述理由;
⑵链条的
D端滑到
B点时,链条的速率为多大?
⑴链条机械能守恒(2分) 因为斜面是光滑的,只有重力做功,符合机械能守恒的条件(2分,只说光滑不得分)⑵设链条质量为
m:始末状态的重力势能变化可认为是由
L-
a段下降高度
h引起的,即:

(3分)而该部分的质量为:

(2分)即重力势能变化量为:

(2分)因为软链的初速度为零,所以有:

(1分)由机械能守恒定律Δ
Ep减=Δ
Ek增得:

(2分)即:

(1分)