问题 计算题

(19分)如图所示,在倾角为θ的光滑斜面上,有一长为l的细线,一端固定在O点,另一端拴一质量为m的小球.现使小球恰好能在斜面上做完整的圆周运动,已知O点到斜面底边的距离sOC=L,求:

 

(1)小球通过最高点A时的速度vA.

(2)小球通过最低点B时,细线对小球的拉力.

(3)小球运动到A点或B点时细线断裂,小球滑落到斜面底边时到C点的距离若相等,则l和L应满足什么关系?

答案

(1) (2) (3)

题目分析:(1)小球恰能在斜面上做完整的圆周运动,通过A点细线拉力为零,由牛顿第二定律:

        (3分)

解得:       (1分)

(2)小球从A点运动到B点,根据机械能守恒定律有:

      (3分)

解得:       (1分)

小球在B点时由牛顿第二定律:

     (2分)

解得:      (1分)

(3)小球运动到A点或B点时细线断裂,小球在平行底边方向做匀速运动,在垂直底边方向做初速度为零的匀加速运动(类平抛运动)

细线在A点断裂:       (3分)

细线在B点断裂:     (3分)

,联立解得:     (2分)

单项选择题
问答题