题目内容
(14分)如图所示,长为L1的轻质绳子(质量不计),一端系一质量为的小球(球大小不计),绕绳的另一端O恰能在竖直平面内做圆周运动。
(1)求小球过最高点A的速度?
(2)如果最低点B的速度与最高点A存在VB2=VA2+4gL1求小球在B点所受绳子的拉力?
(3)如果最低点B到水平面D点距离为L2,在上述(1)和(2)条件下A点或B点释放小球,他们落地点到水平面D点的水平位移相等,求L1和L2的关系?
(1)(2)6mg(3) L1=2L2
解析:(1)小球过最高点Amg=mv2/r……………………………(2分)
VA=………………………………(1分)
(2)小球在B点所受绳子的拉力F-mg=mVB2/L1………(2分)
F=6mg…………………(1分)
(3)在B点 X=VB t(1)…………………………………(1分)
L2=1/2 gt2 (2)……………………………(1分)
在A点 X=VA t1 (3)………………………………(1分)
2 L1 +L2 =1/2 g t12 (4) ………………(1分)
由题设条件VB2=VA2+4gL1 (5)………………………(1分)
由(1) (2) (3) (4) (5)得 L1=2L2 ………………(3分)
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