[問題] 高二物理 圓錐面質點力學能守恆問題
這題目是在家教板出現的
題目
光滑圓錐面中心軸鉛直而立、於其內表面上z=0.3公尺處將一質量1kg之質點,
以初速1m/s沿水平方向運動,設重力加速度為10m/s^2,則當該質點高度為
z=0.2公尺之瞬間,質點動能之時間變化率=?
(A) 10*sqrt(3) (B) 7.5 (C)0 (D)-10*sqrt(3) (E)-7.5 W
圖片如下
http://imgur.com/IUztH6V

我的解法跟原來發問者差不多 解答是BD 我跟原來發問者算出來是5sqr(3)
大致解題步驟如下 設初始狀態1(V1=1,r1,h1=0.3) 末狀態2(V2,r2,h2=0.2)
由機械能守恆可得V2=sqr(3)
xy水平面角動量守恆(m*r1*V1_xy=m*r2*V2_xy) 可得V2_xy=1.5
註:V1_xy,V2_xy為xy平面之投影量
因此狀態2時之垂直方向的速度分量V2_z=+-sqr(V2^2-V2_xy^2)=+-0.5sqr(3) (正不合)
故所求 KE'=-U'=mgh'=mgV2_z=1*10*0.5sqr(3)=5sqr(3)
若以上無誤 則沒有問題
但我有問題的部份是 有辦法求得該質點由狀態1==>狀態2的滑行時間嗎?
我試著用切法線座標處理 也無法求得時間 很複雜
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