问题 填空题

如图所示,长l的轻直杆两端分别固定小球A和B,A、B都可以看作质点,它们的质量分别为2m和m.A球靠在光滑的竖直墙面上,B球放置在光滑水平地面上,杆与竖直墙面的夹角为37°.现将AB球由静止释放,A、B滑至杆与竖直墙面的夹角为53°时,VA:VB=______,A球运动的速度大小为______.(已知sin37°=0.6,cos37°=0.8)

答案

根据题意,将A球速度分解成沿着杆与垂直于杆方向,同时B球速度也是分解成沿着杆与垂直于杆两方向.

则有,A球:v=vAsinα v=vAcosα

而B球,

v′⊥
=vBsinβ
v
=vBcosβ

由于同一杆,则有vAcosα=vBcosβ

又因α=53°,β=37° 所以vA:vB=4:3;

将AB球由静止释放,A、B滑至杆与竖直墙面的夹角为53°时,

根据动能定理可知,2mg(lcos37°-lcos53°)=

1
2
2m
v2A
+
1
2
m
v2B

解得:vA=8

gl
205

故答案为:4:3,8

gl
205

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