题目内容
如图所示,一轻绳绕过无摩擦的两轻质的小定滑轮O1、O2跟质量为m的小球B连接,另一端一套在光滑直杆上质量也为m的小物块A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,设直杆足够长,小球运动过程中不会与其它物体相碰,重力加速度为g现将小物块A从C点由静止释放。
(1)取C点所在的水平面为零势能参考平面,试求小球B下降到最低点时,小物块A的机械能。
(2)试求小物块A下滑距离为L时的速度大小
(1)当绳左端与杆垂直时,小球B下降到最低点速度为0
B球下降高度hB=L-L·sin60°=(1-
)L
由A、B系统机械能守恒定律 EA增=EB减=mghB……(2分)
另EA增=EA-0 EA=mghB=(1-
)mgL……(2分)
(2)A下滑L时,由平面几何知识易得B球位置为原位置……(1分)
由运动合成分解得VB=V绳=VA·cos60°……(2分)
由机械能守恒定律mgL·sin60°=
mVA2+
mVB2……(2分)
综合解得:VA=
……(2分)
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