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如圖所示,質量爲2m和m的兩個**環A、B用不可伸長的、長爲L的輕繩連接,分別套在水平細杆OP和豎直細杆OQ上...

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問題詳情:

如圖所示,質量爲2mm的兩個**環A、B用不可伸長的、長爲L的輕繩連接,分別套在水平細杆OP和豎直細杆OQ上,OPOQO點用一小段圓弧杆平滑相連,且OQ足夠長。初始時刻,將輕繩拉至水平位置伸直,然後釋放兩個小環,A環透過小段圓弧杆時速度大小保持不變,重力加速度爲g,不計一切摩擦,試求:

(1)當B環下落如圖所示,質量爲2m和m的兩個**環A、B用不可伸長的、長爲L的輕繩連接,分別套在水平細杆OP和豎直細杆OQ上...時,A環的速度大小;

(2)A環到達O點後再經過多長時間能夠追上B環。

如圖所示,質量爲2m和m的兩個**環A、B用不可伸長的、長爲L的輕繩連接,分別套在水平細杆OP和豎直細杆OQ上... 第2張

【回答】

(1) 如圖所示,質量爲2m和m的兩個**環A、B用不可伸長的、長爲L的輕繩連接,分別套在水平細杆OP和豎直細杆OQ上... 第3張; (2) 如圖所示,質量爲2m和m的兩個**環A、B用不可伸長的、長爲L的輕繩連接,分別套在水平細杆OP和豎直細杆OQ上... 第4張

【解析】(1) 當B環下落如圖所示,質量爲2m和m的兩個**環A、B用不可伸長的、長爲L的輕繩連接,分別套在水平細杆OP和豎直細杆OQ上... 第5張時繩子與水平方向之間的夾角滿足

如圖所示,質量爲2m和m的兩個**環A、B用不可伸長的、長爲L的輕繩連接,分別套在水平細杆OP和豎直細杆OQ上... 第6張

即爲

α=30°

由速度的合成與分解可知

v繩=vAcos30°=vBsin30°

則有

如圖所示,質量爲2m和m的兩個**環A、B用不可伸長的、長爲L的輕繩連接,分別套在水平細杆OP和豎直細杆OQ上... 第7張

B下降的過程中A與B組成的系統機械能守恆,有

如圖所示,質量爲2m和m的兩個**環A、B用不可伸長的、長爲L的輕繩連接,分別套在水平細杆OP和豎直細杆OQ上... 第8張

所以A環的速度爲

如圖所示,質量爲2m和m的兩個**環A、B用不可伸長的、長爲L的輕繩連接,分別套在水平細杆OP和豎直細杆OQ上... 第9張

(2) 由於A到達O點時B的速度等於0,由機械能守恆有

如圖所示,質量爲2m和m的兩個**環A、B用不可伸長的、長爲L的輕繩連接,分別套在水平細杆OP和豎直細杆OQ上... 第10張

解得

如圖所示,質量爲2m和m的兩個**環A、B用不可伸長的、長爲L的輕繩連接,分別套在水平細杆OP和豎直細杆OQ上... 第11張

環A過O點後做初速度爲vA′、加速度爲g的勻加速直線運動,B做自由落體運動;當A追上B時,有

如圖所示,質量爲2m和m的兩個**環A、B用不可伸長的、長爲L的輕繩連接,分別套在水平細杆OP和豎直細杆OQ上... 第12張

解得

如圖所示,質量爲2m和m的兩個**環A、B用不可伸長的、長爲L的輕繩連接,分別套在水平細杆OP和豎直細杆OQ上... 第13張

知識點:未分類

題型:計算題

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