1.年级:高二
2.科目:物理
3.章节:雄中103年下学期第3次段考 考古题 力学能守恒
4.题目:
光滑圆锥面中心轴铅直而立、于其内表面上z=0.3公尺处将一质量1kg之质点,
以初速1m/s沿水平方向运动,设重力加速度为10m/s^2,则当该质点高度为
z=0.2公尺之瞬间,质点动能之时间变化率=?
(A) 10*sqrt(3) (B) 7.5 (C)0 (D)-10*sqrt(3) (E)-7.5 W
图片如下
http://imgur.com/IUztH6V
解答: BD
5.想法:
因为圆锥面的正向力恒与质点瞬时速度垂直=>正向力不作功
而质点只受正向力与重力=>只有重力作功=>力学能守恒
=>质点动能之时间变化率= 位能之时间变化率*(-1)
因为质点所受正向力与重力的合力可分为指向中心轴的向心方向与-z方向的分力,
所以可知在x-y平面的运动为角动量守恒,故
1kg * 0.15m * 1m/s = 1kg * 0.1 * v'_xy m/s
v'_xy = 1.5m/s (此为在z=0.2公尺的高度时的瞬时速度在x-y平面的投影量)