题目内容
如图所示,半径为R的半球支撑面顶部有一小孔.质量分别为m1和m2的两只小球(视为质点),通过一根穿过半球顶部小孔的细线相连,不计所有摩擦.请你分析:
(1)m2小球静止在球面上时,其平衡位置与半球面的球心连线跟水平方向的夹角为θ,则m1、m2、θ和R之间应满足什么关系;
(2)若m2小球静止于θ=45°处,现将其沿半球面稍稍向下移动一些,则释放后m2能否回到
原来位置?
(1)m2小球静止在球面上时,其平衡位置与半球面的球心连线跟水平方向的夹角为θ,则m1、m2、θ和R之间应满足什么关系;
(2)若m2小球静止于θ=45°处,现将其沿半球面稍稍向下移动一些,则释放后m2能否回到
原来位置?

(1)
与R无关 (2)不能 m2向下运动

:(1)根据平衡条件有 对m2:m2gcosθ=T,对m1:T=m1g,所以m1=m2cosθ,与R无关.
(2)将m2沿半球面稍稍向下,不能回到原来位置,因为m2所受的合力为m2gcosθ′-m1g=m2g(cosθ′-cos 45°)>0(因为θ′<45°),所以m2将向下运动.
(2)将m2沿半球面稍稍向下,不能回到原来位置,因为m2所受的合力为m2gcosθ′-m1g=m2g(cosθ′-cos 45°)>0(因为θ′<45°),所以m2将向下运动.

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