如图所示,光滑内壁的半球形碗,半径为R固定在水平桌面上,质量分别为M、m可视为质点的A、B两球,用轻绳相连(不可伸缩),A由碗沿从静止释放①小球A能到达碗底,M与m的关系满足

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 机械能守恒定律/2022-11-10 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

如图所示,光滑内壁的半球形碗,半径为R固定在水平桌面上,质量分别为M、m可视为质点的A、B两球,用轻绳相连(不可伸缩),A由碗沿从静止释放
①小球A能到达碗底,M与m的关系满足什么条件?
当M=2m时,②A球到达最高点时A与圆心连线与水平方向的夹角θ为多少?
③A到达碗底时,A、B球速度.
魔方格

◎ 答案

(1)小球A能到达碗底,则到达碗底的速度v≥0,根据机械能守恒定律得:
MgR-mg

2
R
1
2
Mv2
=0
解得:M

2
m

(2)当M=2m时,A球到达最高点时A的速度为vA=0,则vB=0,设B上升的高度为l,则有:
2mglsinθ=mgl
解得:sinθ=
1
2

所以θ=30°
(3)由于AB为连接体,A到达碗底时有:vA=vBcos45°=

2
2
v
B

AB系统机械能守恒,则有:
2mgR-mg

2
R
=
1
2
?2mvA2+
1
2
mvB2
=
5
4
mvA2

解得:vA=

4
5
(2-

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