问题
计算题
(16分)如图所示,一根长为L的轻绳一端固定在点,另一端系一质量
的小球,小球可视为质点。将轻绳拉至水平并将小球由位置A静止释放,小球运动到最低点时,轻绳刚好被拉断。
点下方有一以
点为顶点的固定斜面,倾角
,斜面足够长,且
,已知重力加速度为
,忽略空气阻力;求:
(1)轻绳断时的前后瞬间,小球的加速度? (2)小球落至斜面上的速度大小及方向?
答案
(1),方向竖直向上;
,方向竖直向下
(2),与水平面夹角为
,
题目分析:(1)小球从A到最低点,由动能定理: ,得:
(2分)
轻绳断前瞬间,小球的加速度 方向竖直向上 (2分)
轻绳断后瞬间,小球的加速度 方向竖直向下 (2分)
(2)以为坐标原点,
为
轴,建立直角坐标系,斜面对应方程
(2分)
平抛轨迹
,消去
得
(2分)
联立解得:
(2分)
平抛的高速,
小球落至斜面上的速度:(2分)
与水平面夹角为,
(2分)