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大物 第七讲 程惠甜

大物 第七讲 程惠甜

作者: 甜甜可甜了 | 来源:发表于2019-03-09 15:45 被阅读0次

    第七讲:机械能守恒定律


    数学符号

    滑动摩擦系数为 \mu

    对应的代码为

    $\mu$


    知识点

    • 势能

      • 重力势能: E_p=mgz

      • 弹性势能:E_p =\int_{a}^{b}{kx }dx=\frac{1}{2}kx^2|_a^b

      • 万有引力势能:E_p =\int_a^b{G}\frac{Mm}{r^2}dr=-G\frac{Mm}{r}|_a^b

    • 保守力的功

      • 直观感受:

        • 保守力做功,将使得机械能在各物体之间转移,而无增减。

        • 外力对系统做功,系统机械能增加。

        • 内部摩擦力做功,系统机械能减少。

      • 保守力包括:

      • 重力的功:W=mgz_{初}-mgz_{末}

      • 弹性的功:W=\frac{1}{2}kx_初^2-\frac{1}{2}kx_末^2

      • 万有引力的功:W=-G\frac{Mm}{r_初}-(-G\frac{Mm}{r_末})

    • 机械能守恒定律

      • 条件:外力与内部摩擦力对系统做总功为零

      • 合外力为零,机械能守恒吗?请举出反例。
        不一定守恒:非弹性碰撞

    • 机械能不守恒的处理


    例题


    • 例1.

      如图所示。M处于弹簧原长度处,手托着m,使得绳子处于蹦紧状态,整个系统静止。现在松手,让m下降x的距离。求m的速度v(x)

    g4280.png
    • 若不计摩擦力,请从功能的角度,分析能量的转移,并列出能量转移方程。

    • 若滑动摩擦系数为\mu,请从功能的角度,并分析能量转移方程。

    解答:
    (1),对整个系统运用动能守恒定律:
    mgx=\frac{1}{2}(M+m)v_{(x)}^2+\frac{1}{2}kx^2\color{blue}
    解得:{v_{(x)}=\sqrt{\frac{2mgx-kx^2}{M+m}}}
    (2),对整个系统运用动能守恒定律:
    mgx=\frac{1}{2}(M+m)v_{(x)}^2+\frac{1}{2}kx^2+\mu{Mgx}
    解得:{v_{(x)}=\sqrt{\frac{2mgx-kx^2-\mu{Mgx}}{m+M}}}

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