问题 问答题

如图所示,质量分别为M和m(M>m)的小物体用轻绳连接;跨放在半径为R的光滑半圆柱体和光滑定滑轮B上,m位于半圆柱体底端C点,半圆柱体顶端A点与滑轮B的连线水平.整个系统从静止开始运动,且运动过程中小物体始终没有脱离光滑半圆柱体.试求:

(1)m到达圆柱体的顶端A点时,m和M的速度大小.

(2)m到达A点时,对圆柱体的压力.

答案

(1)对系统运用动能定理得,Mg

1
2
πR-mgR=
1
2
(M+m)v2   

v=

MgπR-2mgR
m+M

(2)根据牛顿第二定律得,mg-N=m

v2
R

N=mg-

Mmgπ-2m2g
M+m

答:(1)m到达圆柱体的顶端A点时,m和M的速度大小为

MgπR-2mgR
m+M

(2)m到达A点时,对圆柱体的压力为mg-

Mmgπ-2m2g
M+m

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