问题
计算题
将一测力传感器连接到计算机上就可以测量快速变化的力,图甲表示小滑块(可视为质点)沿固定的光滑半球形容器内壁在竖直平面的A、之间来回滑动,
点与O点连线与竖直方向之间夹角相等且都为
,
很小。图乙表示滑块对器壁的压力F随时间t变化的曲线,且图中t=0为滑块从A点开始运动的时刻,试根据力学规律和题中(包括图中)所给的信息。求:
(1)容器的半径;
(2)小滑块的质量;
(3)滑块运动过程中的守恒量。
答案
解:(1)由图乙得小滑块做简谐振动的周期:
由,得
(2)在最高点A,有
在最低点B,有
从A到B,滑块机械能守恒,有
解得:
(3)滑块机械能守恒:。