题目内容
【题目】如图所示,半圆形轨道固定在水平桌面上,圆心与右端点连线水平,点为轨道最低点,轻绳一端连接小球a,另一端连接物块b,现让小球a从靠近右端点处由静止开始沿半圆形轨道内壁下滑。已知半圆形轨道内壁及端点均光滑,小球a质量,物块b质量;轨道半径,轻绳足够长且不可伸长,物块b仅在竖直方向运动,小球a和物块b均可视为质点,重力加速度。求:
(1)小球a刚运动到最低点时,物块b速度的大小;
(2)小球a从运动到过程中,绳的弹力对物块b所做的功。
【答案】(1);(2)72J
【解析】
(1)设小球a刚运动到最低点时,物块a速度的大小为,物块b速度的大小,据速度的分解可得,小球a与物块b速度大小关系为
小球a从运动到过程中,小球a下降高度
物块b上升高度
小球a和物块b系统机械能守恒
联立解得
(2)小球a从运动到过程中,由功能关系得
解得
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