问题
问答题
如图所示,半径为R的四分之一圆弧形支架竖直放置,圆弧边缘C处有一小定滑轮,绳子不可伸长,不计一切摩擦,开始时,m1、m2两球静止,且m1>m2,试求:
(1)m1释放后沿圆弧滑至最低点A时的速度.
(2)为使m1能到达A点,m1与m2之间必须满足什么关系.
(3)若A点离地高度为2R,m1滑到A点时绳子突然断开,则m1落地点离A点的水平距离是多少?
答案
(1)设m1滑至A点时的速度为v1,此时m2的速度为v2,由机械能守恒得:
m1gR-
m2gR=2
m1v12+1 2
m2v221 2
又v2=v1cos45°
得:v1=
.4m1gR-4
m2gR2 2m1+m2
(2)要使m1能到达A点,v1≥0且v2≥0,
必有:m1gR-
m2gR≥0,得:m1≥2
m2.2
(3)由2R=
gt2,x=v1t得x=v1t=4R1 2 m1-
m22 2m1+m2
答:(1)m1释放后沿圆弧滑至最低点A时的速度v1=
.4m1gR-4
m2gR2 2m1+m2
(2)为使m1能到达A点,m1与m2之间必须满足什么关系m1≥
m2.2
(3)若A点离地高度为2R,m1滑到A点时绳子突然断开,则m1落地点离A点的水平距离是x=4R
.m1-
m22 2m1+m2