问题
计算题
光滑水平面上有一条长为L的细铁链,初速度为v0,在铁链长度方向上向右滑动,遇到一个内侧带有光滑槽沟的竖直放置的圆环状轨道(在最下方错开).圆环半径为R,且L> 2πR,铁链能滑上轨道完成圆周运动又向右滑去,如图所示,求最小初速v0.
答案
解:铁链的某一节恰好达最高点时,m0g=,在最高点的速度
只能运用能量转化和守恒的观点我们才能得出:重力势能最大时,动能最小.而只有铁链占满整个圆环时,重力势能最大.
铁链全占满圆环时,在圆环上铁链的质量m=(M为整条铁链的质量),
对整条铁链运用机械能守恒定律
解得,这就是最小的初速度。