天花板下悬挂轻质光滑小圆环P,P可绕着过悬挂点的竖直轴无摩擦地旋转,长为L的轻绳穿过P,两端分别连接质量m1和m2的小球,设两球同时作如图所示的圆锥摆运动,且在任一时刻两球和绳均在同一竖直平面内,试求两小球各自到P点的距离l1和l2.
网友回答
解:连接两球的绳子拉力相等,两球的角速度相等,
设绳子上拉力为T,对小球m1和m2分别有:
对m1:r1=l1sinφ1?????????? ①
????????????②
对m2:r2=l2sinφ2?????????? ③
??????????? ④
联立①②③④得:m1l1=m2l2,由于l1+l2=L
所以:,.
故两小球各自到P点的距离为:,.
解析分析:光滑的小圆环P相当于定滑轮,因此连接小球的绳子上拉力大小相等,分别以两球为研究对象,受力分析列向心力方程即可正确解答,注意两球的角速度相等.
点评:对于圆周运动问题注意做题思路:找圆心,定半径,受力分析,列方程,尤其注意列出向心力公式方程,进行求解.