如图所示,在倾角为θ的光滑斜面上,有一长为l的细线,细线的一端固定在O?点,另一端拴一质量为m的小球,现使小球恰好能在斜面上做完整的圆周运动,已知O?点到斜面底边的距

发布时间:2020-08-10 00:40:57

如图所示,在倾角为θ的光滑斜面上,有一长为l的细线,细线的一端固定在O?点,另一端拴一质量为m的小球,现使小球恰好能在斜面上做完整的圆周运动,已知O?点到斜面底边的距离soc=L.求:
(1)小球通过最高点A时的速度vA;
(2)小球通过最低点B时,细线对小球的拉力;
(3)小球运动到A点或B点时细线断裂,小球沿斜面滑落到斜面底边时到C点的距离若相等,则l和L应满足什么关系.

网友回答

(1)小球恰好能在斜面上做完整的圆周运动,刚小球通过A点时细线的拉力为零,
根据圆周运动和牛顿第二定律有:

解得:.
(2)小球从A点运动到B点,根据机械能守恒定律有:

解得:.
小球在B点时根据圆周运动和牛顿第二定律有,

解得:T=6mgsinθ.
(3)小球运动到A点或B点时细线断裂,小球在平行底边方向做匀速运动,
在垂直底边方向做初速为零的匀加速运动(类平抛运动).
细线在A点断裂:.
细线在B点断裂:.
又sA=sB.
联立解得:.
答:(1)小球通过最高点A时的速度.
??? (2)小球通过最低点B时,细线对小球的拉力是6mgsinθ.
??? (3)l和L应满足的关系是.
解析分析:(1)小球恰好能在斜面上做完整的圆周运动,说明小球在A点时细线的拉力为零,只有重力的分力做向心力;
(2)从A到B的过程中只有重力做功,由机械能守恒定律可以求得B点时的速度,再有向心力的公式可以求得拉力;
(3)无论从A点还是B点断裂,小球做的都是类平抛运动,可以分两个分向来求解.

点评:本题的综合性较强,要了解物体做圆周运动的特点,同时也用到了类平抛的知识和机械能守恒,是一个很好的综合题目,很能考查学生的分析解题能力.
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