题目内容
【题目】用一根长为L的细线把一个质量为m的小球悬挂在O点,使小球处于静止状态,如图所示现在最低点给小球一个水平向右的冲量I,使小球能在竖直平面内运动,若小球在运动的过程中始终对细绳有力的作用,则冲量I大小应满足什么条件?
【答案】或
【解析】由题意知:小球在竖起面内做完整的圆周运动,小球始终对绳有力的作用.则小球在最高点至少速度为,由牛顿第二定律得:
即
;
小球从最低点(设速度为)运动到最高点过程中遵守机械能守恒定律,由此得:
,解得
;
小球在最低点时由动量定理得,I应满足的条件:
;
当小球在不超过圆心高度以下往返摆动时,小球始终对绳有力的作用.
由机械能守恒得,即:
小球在最低点时由动量定理得;
I应满足的条件:,所以I满足的条件为
或者
;
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