Question

（13分）如图所示，一轻绳绕过无摩擦的两个轻质小定滑轮O₁、O₂和质量m_B=m的小球连接，另一端与套在光滑直杆上质量m_A=m的小物块连接，已知直杆两端固定，与两定滑轮在同一竖直平面内，与水平面的夹角θ=60°，直杆上C点与两定滑轮均在同一高度，C点到定滑轮O₁的距离为L，重力加速度为g，设直杆足够长，小球运动过程中不会与其他物体相碰．最初用手沿光滑直杆方向拉住小物块在如图所示的位置静止，现将小物块从C点由静止释放，

试求：（1）手沿杆的拉力要多大才能使小滑块在如图位置静止？；
（2）小物块能下滑的最大距离；
（3）小物块在下滑距离为L时的速度大小．（结果均可用根号表示）

Answer 1

（1）mg(1/2 +√3 /2 )（2）（3）

试题分析：（1）F="mg(1/2" +√3 /2 )
（2）设小物块能下滑的最大距离为s_m，由机械能守恒定律有

而
代入解得 
（3）设小物块下滑距离为L时的速度大小为v，此时小球的速度大小为v_B，则
 
    
解得 
点评：解决本题的关键知道A、B组成的系统，只有重力做功，机械能守恒．对于单个物体，有拉力做功，机械能不守恒，以及知道A、B两物体的速度存在一定的关系．