总长为2m的光滑匀质铁链,质量为10kg跨过一光滑的轻质小定滑轮,开始时,铁链两底端对其,当略有扰动时某一

总长为2m的光滑匀质铁链,质量为10kg跨过一光滑的轻质小定滑轮,开始时,铁链两底端对其,当略有扰动时某一端开始下落,求铁链从刚开始下落到刚脱离滑轮这一过程中,重力对铁链做了多少功?重力势能如何变化?用重力势能解法解。谢谢。
2026年09月20日 19:59
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网友(1):

将铁链设为许多个微小单位的连接,那么这些单位的速率都是一样的。一开始动能为0,势能为(选择滑轮位置为零势能点):
(m/2)(-l/4)g + (m/2)(-l/4)g = -mgl/4
其中l为总长,m为总质量。
当铁链刚脱离滑轮时,重力势能为
m(-l/2)g = -mgl/2
非保守外力干扰几乎为零,所以机械能不变。重力势能的减少等于动能的增加:
mv^2/2 - 0 = -mgl/4 - (-mgl/2) = mgl/4
所以v^2 = gl/2
v = 根号(gl/2)方向竖直向下