(1)设小球在A、B两点时的速度分别为vA、vB
则由机械能守恒:
mvB2=1 2
mvA2+mg?2lsinθ1 2
在A点:TA+mgsinθ=m
vA2 l
在B点:TB?mgsinθ=m
vB2 l
则A、B两点拉力之差TB-TA=6mgsinθ 此为一恒量
(2)小球恰好能在斜面上做完整的圆周运动,则小球通过A点时细线的拉力为零.根据圆周运动规律和牛顿第二定律有 mgsinθ=m
,
v
l
解得 vA=
.
glsinθ
小球从A点运动到B点,根据机械能守恒定律有
m1 2
+mg?2lsinθ=
v
m1 2
,
v
解得 vB=
.
5glsinθ
小球运动到A点火B点时细线断裂,小球在平行于底边的方向上匀速运动,在垂直于底边的方向上做初速为零的匀加速运动(类平抛运动).
细线在A点断裂:L+l=
a1 2
,sA=vAtA,
t
细线在B点断裂:L?l=
a1 2
,sB=vBtB,
t
又 sA=sB,联立解得 L=
l. 3 2
答:(1)证明过程在上面.
(2)l和L应满足关系是L=
l.3 2