问题 问答题

如图所示,长为L的轻质细绳一端系于固定点O,另一端系一个质量为m的小球,现让小球在O点左侧同一高度,离O点距离为

3
2
L的A点,以初速度vA=
gL
竖直向下抛出.经一定时间后细绳被拉直,以后小球将以O为圆心在竖直平面内摆动,求:小球抛出后到达最低点B时的加速度.

某同学解答如下:

根据机械能守恒定律,取小球到达最低点位置为零势能点,则下抛时机械能等于最低点时的机械能,mgL+

1
2
mvA2=
1
2
mvB2; 先求出B点的速度,再求出B点的加速度.

你认为该同学的解答思路是否正确?如果正确请算出最后结果;如果认为错误,请用正确的方法求出结果来.

答案

解(1)不正确

当绳子被拉直时,小球的机械能要损失

(2)正确解法:设刚拉直位置为C点;

小球从下抛到刚拉直前机械能守恒,小球下降高度为 

L
2

mg

L
2
+
1
2
m
v2A
=
1
2
m
v2c

vc=

2gL

在绳子拉直的瞬间,小球沿绳子方向的速度变为零,只剩下垂直于绳子方向的分速度.

所以   vc=vccos30°=

6gL
2

接下来到达最低点B的过程中机械能守恒:mg

L
2
+
1
2
mv
2c
=
1
2
m
v2B

vB=

5
2
gL

a=

v2
L
=
5g
2

答:不正确,小球抛出后到达最低点B时的加速度为

5g
2

填空题
单项选择题 A1/A2型题