题目内容
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mB=m的小球连接,另一端与套在光滑直杆上质量mA=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.现将小物块从C点由静止释放,试求:
(1)小球下降到最低点时,小物块的机械能(取C点所在的水平面为参考平面);
(2)小物块沿杆下滑到距初始位置2L时的速度以及此过程中绳的拉力对小球所做的功
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解:(1)设此时小物块的机械能为E1.由机械能守恒定律得
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(2)当小物块下滑距离为2L时,设小物块及小球速度分别为
、![]()
有分析知,此时O1C恰好竖直,与杆所成夹角
,
、
满足关系![]()
对系统分析由机械能守恒得![]()
解得
, ![]()
对小球分析,由动能定理得![]()
解得![]()
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