题目内容

一光滑圆环固定在竖直平面内,环上套着两个小球AB(中央有孔),A、B间由细绳连接着,它们处于如图中所示位置时恰好都能保持静止状态。此情况下,B球与环中心O处于同一水平面上,AB间的细绳呈伸直状态,与水平线成300夹角。已知B球的质量为m,求:

(1)细绳对B球的拉力和A球的质量;

(2)若剪断细绳瞬间A球的加速度;

(3)剪断细绳后,B球第一次过圆环最低点时对圆环的作用力

(1)对B球,受力分析如图所示。

           ① ( 2分)

对A球,受力分析如图所示。在水平方向

    ②  ( 2分)

在竖直方向:   ③  ( 2分)

由以上方程解得:           ④  ( 2分)

(2)剪断细绳瞬间,对A球:  ( 2分)

 ⑤     ( 2分)

   (3) 设B球第一次过圆环最低点时的速度为v,压力为N,圆环半径为r.

则:   ⑥ ( 2分)       ⑦ ( 2分)

⑥⑦联解得:N=3mg ( 1分)

由牛顿第三定律得B球对圆环的压力 N/=N=3mg 方向竖直向下 ⑨ ( 1分)

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