(2011?宜兴市模拟)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

2025-05-01 09:01:21
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回答1:

(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:

1
2
mvB2
1
2
mvA2+mg?2lsinθ
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
1
2
m
v
+mg?2lsinθ=
1
2
m
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=
1
2
a
t
,sA=vAtA
细线在B点断裂:L?l=
1
2
a
t
,sB=vBtB
又 sA=sB,联立解得 L=
3
2
l
.            
答:(1)证明过程在上面.
(2)l和L应满足关系是L=
3
2
l