题目内容
如图所示,悬挂在竖直平面内O点的一个可视为质点的小球,其质量为m,悬线长为L,运动过程中,悬线能承受的最大拉力为F.现给小球一水平初速度v,使其在竖直平面内运动.已知小球在运动时,悬线始终不松弛,试求v的大小范围.
存在两种可能:
(1)小球在运动过程中,最高点与O点等高或比O低时,线不松弛.
mv12≤mgL得:v1≤
(2)小球恰能过最高点时,在最高点速度设为v0,对应的最低点速度设为v2,则有:
解得:v2=
考虑到在运动过程中,悬线又不能断裂,小球在最低点又需满足:
F-mg=m
v2≤
所以,v的大小取值范围为:
0<v1≤
或
≤v2≤
,在此速度范围,悬线均不会松弛.
答:的大小取值范围为:0<v1≤
或
≤v2≤
时,悬线均不会松弛.
(1)小球在运动过程中,最高点与O点等高或比O低时,线不松弛.
1 |
2 |
2gL |
(2)小球恰能过最高点时,在最高点速度设为v0,对应的最低点速度设为v2,则有:
|
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解得:v2=
5gL |
考虑到在运动过程中,悬线又不能断裂,小球在最低点又需满足:
F-mg=m
v22 |
L |
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所以,v的大小取值范围为:
0<v1≤
2gL |
5gL |
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答:的大小取值范围为:0<v1≤
2gL |
5gL |
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