问题
计算题
如图所示,圆环的质量为M,经过环心的竖直细钢丝AB上套一质量为m的小球,今将小球沿钢丝AB以初速度0从A点竖直向上抛出,致使环对地面的压力恰好为零,求:
(1)小球上升的加速度;
(2)小球能达到的最大高度。(球不会碰到B点)
答案
解:(1)环对地面的压力恰好为零,说明它所受小球的滑动摩擦力F1与环自身重力G1恰平衡,所以二者大小相等,即:F1=G1=Mg
小球受力如图,其中F2与F1为作用力和反作用力关系,大小相等,所以F2=Mg
由牛顿第二定律得:F2+G2=ma
所以小球上升的加速度大小为:a=(F2+G2)/m=(M+m)g/m
小球上升的加速度方向竖直向下
(2)小球上升到最高点时速度等于零,由得:
所以小球能上升的最大高度hm=