一个半径R为0.6m的光滑半圆细环竖直放置并固定在水平桌面上,O为圆心,A为半圆环左边最低点,C为半圆环最高点.环上套有一个质量为1kg的小球甲,甲可以沿着细环轨道在竖直平

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 动能定理/2022-11-05 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

一个半径R为0.6m的光滑半圆细环竖直放置并固定在水平桌面上,O为圆心,A为半圆环左边最低点,C为半圆环最高点.环上套有一个质量为1kg的小球甲,甲可以沿着细环轨道在竖直平面内做圆周运动.在水平桌面上方固定了B、D两个定滑轮,定滑轮的大小不计,与半圆环在同一竖直平面内,它们距离桌面的高度均为h=0.8米,滑轮B恰好在O点的正上方.现通过两个定滑轮用一根不可以伸长的细线将小球甲与一个质量为2kg的物体乙连在一起.一开始,用手托住物体乙,使小球甲处于A点,细线伸直,当乙由静止释放后.
(1)甲运动到C点时的速度大小是多少?
(2)甲、乙速度相等时,它们的速度大小是多少?
魔方格

◎ 答案

(1)根据几何关系得:LAB=

h2+R2
=

0.82+0.62
m=1m

甲运动到C点时,甲的速度方向水平向右,所以乙的速度为零,对系统运用动能定理得:mg(LAB-LBC)-mgR=
1
2
mv2

解得:v=

2(2×10(1-0.2)-1×10×0.6)
1
m/s=4.47m/s.                   
(2)当连接甲球的细线与圆环相切时,甲、乙速度相等,此时甲球到达A'点,离开桌面的距离为d
根据几何关系得:LBA′=

h2-R2
=

0.82-0.62
m=0.53m


d=
R2
h
=
0.62
0.8
m=0.45m

对系统运用动能定理得:mg(LAB-
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