(1)选取研究对象{■("单个物体" @"多个物体组成的系统" @"系统内有弹簧" )┤
(2)受力分析和各力做功情况分析,确定是否符合机械能守恒的条件。
(3)确定初、末状态的机械能或运动过程中物体机械能的转化情况。
(4)选择合适的表达式列出方程,进行求解。
(5)对计算结果进行必要的讨论和说明。
【例1】如图甲所示,将一质量m=0.1 kg的小球自水平平台右端O点以初速度v0水平抛出,小球飞离平台后由A点沿切线落入竖直光滑圆轨道ABC,并沿轨道恰好通过最高点C,圆轨道ABC的形状为半径R=2.5 m的圆截去了左上角127°的圆弧,CB为其竖直直径,(sin 53°=0.8,cos 53°=0.6,重力加速度g取10 m/s2,空气阻力不计)求:
甲
(1)小球经过C点的速度vC的大小。
(2)小球运动到轨道最低点B时,轨道对小球的支持力大小。
(3)平台末端O点到A点的竖直高度H。
【解析】(1)小球恰好运动到C点时,由重力提供向心力,由牛顿第二定律知
mg=m〖v_C〗^2/R
解得vC=√gR=5 m/s。
(2)对小球从B点到C点,由机械能守恒定律有
1/2m〖v_C〗^2+mg·2R=1/2m〖v_B〗^2
在B点对小球进行受力分析,由牛顿第二定律有
FN-mg=m〖v_B〗^2/R
联立解得vB=5√5 m/s,FN=6.0 N。
(3)对小球从A到B由机械能守恒定律有
乙
1/2m〖v_A〗^2+mgR(1-cos 53°)=1/2m〖v_B〗^2
所以vA=√105 m/s
在A点对小球进行速度的分解如图乙所示,有vy=vAsin 53°