如下图,有一小球从P点以相同的初速度可经三条不同的光滑轨道向Q点运动,其中A轨道为先上坡再下坡的形状,B轨道为平直轨道,C轨道为先下坡再上坡的形状,则顺着三个轨道运行时,机械能分别

Question

如下图,有一小球从P点以相同的初速度可经三条不同的光滑轨道向Q点运动,其中A轨道为先上坡再下坡的形状,B轨道为平直轨道,C轨道为先下坡再上坡的形状,则顺着三个轨道运行时,机械能分别是怎样变化的?小球在三条轨道上运动的平均速度哪个最大?请说明为什么.

Answer 1

首先,它们的机械能是不变的,因为在这过程中,没有任何除重力以外的力对它们做功,所以当他们到达Q时机械能相等且不变.
然后,先假设小球的初速度为V,C轨道的平均速度最大,因为C轨道先下坡,当球先下坡时,动能会增大,速度也会增大,在下坡后的平直轨道会以大于V的速度行动直到上坡,速度又变成V,所以C轨道的平均速度大于V.
A轨道则先上坡,动能减小,速度减小,在平直轨道以小于V的速度运动,直至下坡速度达到V,所以A轨道的平均速度小于V.
B就不说了,平均速度等于V.
综上,C的平均速度最大