问题 计算题

如图所示,一根不可伸长的轻绳两端各系一个小球a和b,跨在两根固定在离地高度为H的光滑水平细杆A、B上,质量为m的b球与B的距离为L,质量为4m的a球放置于地面上。把b球从水平位置由静止释放,求:

(1)a球对地面的最小压力为多大?

(2)已知细线能承受的最大拉力Fm=4mg,现给b球竖直向下的初速度,当b球运动到B点的正下方时细线恰被拉断,求b球落地点与B点的水平距离。

答案

(1)B球下落时,由机械能守恒有

                                                    (2分)

在最低点,设绳的拉力为FT,由牛顿第二定律有

                                                   (2分)

设地面对a球的支持力为FN,由平衡条件有

FN+FT="4mg                                                     " (1分)

解得Ft=3mg,FN=mg。

由牛顿第三定律可知a球对地面的最小压力为mg。                  (1分)

(2)b球运动到B点正下方时

                                                  (2分)

线断后b球做平抛运动,设所求水平距离为x

                                                    (1分)

x=v1t                                                             (1分)

解得                           

单项选择题
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