如图所示,质量为m的小球由长为L的轻绳悬挂于O点,今将小球水平拉直至A点由静止释放,在O点正下方何处

发布时间:2021-02-20 23:42:21

如图所示,质量为m的小球由长为L的轻绳悬挂于O点,今将小球水平拉直至A点由静止释放,在O点正下方何处钉一钉子O'方能使小球刚好绕O'点在竖直平面内做圆周运动?

网友回答

设:OO'长度为:L1
则:小球做圆周运动的半径为:R=L-L1
由小球刚好绕O'点在竖直平面内做圆周运动,则在最高点向心力等于小球的重力.
设小球在最高点的速度为:V
则有:mv^2R=mg,R=L-L1
v^2=g/(L-L1)
当小球在最高点时,其距离O点的距离为:s=L-2R=2L1-L
则由能量守恒:
mgs=mv^2/2,s=2L1-L,v^2=g/(L-L1)
mg(2L1-L)=mg/(2(L-L1))
2(2L1-L)(L-L1))=1
解上式可得:L1
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