- 高中物理必修二第五章
高中物理必修二第五章包括:抛体运动与圆周运动、匀速圆周运动向心力、生活中的圆周运动。
相关例题:
题目:一个质量为 m 的小球,从高度为 H 的光滑斜面顶端自由下滑到底端,斜面的倾斜角为 α。求小球在下滑过程中的机械能损失。
【分析】
小球在下滑过程中,受到重力、支持力和摩擦力三个力的作用。重力做正功,支持力不做功,只有摩擦力做负功,导致机械能损失。
【解答】
根据动能定理,小球在下滑过程中,重力做功为:
W1 = mgh
其中,h 为小球下滑的高度。
根据重力势能定义,小球的重力势能减少了:
ΔEp = mgh
根据机械能守恒定律,小球的总机械能等于初始机械能和后续机械能之和。初始机械能为小球的重力势能,后续机械能为小球的速度和动能。因此,小球的总机械能减少了:
ΔE = ΔEp = mgh
由于斜面的摩擦力做负功,所以摩擦力做功的大小为:
Wf = fL
其中,L 为斜面的长度。
由于斜面光滑,所以摩擦系数为 μ = 0。因此,摩擦力的大小为:
f = μmgcosθ
其中,θ 为斜面的倾斜角。
根据动能定理,小球在下滑过程中,摩擦力做负功,导致机械能损失。因此,机械能的损失为:
ΔEf = Wf = μmgHcosθ
综上所述,小球在下滑过程中的机械能损失为 ΔE = ΔEp + ΔEf = mgh + μmgHcosθ。
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