如下图所示,让摆球从图中的C位置由静止开始摆下,摆到最低点D处,摆线刚好被拉断,小球在粗糙的水平面上由D点向右做匀减速运

问题描述:

如下图所示,让摆球从图中的C位置由静止开始摆下,摆到最低点D处,摆线刚好被拉断,小球在粗糙的水平面上由D点向右做匀减速运动,到达A孔进入半径R = 0.3 m的竖直放置的光滑圆弧轨道,当摆球进入圆轨道立即关闭A孔.已知摆线长L = 2 m ,θ=60°,小球质量为m = 0.5 kg  ,D点与小孔A的水平距离s=2 m ,g取10 m/s2 .试求:(1)求摆线能承受的最大拉力为多大?
(2)要使摆球能经过圆轨道的最高点而不脱离轨道,则粗糙水平面的动摩擦因数μ不能超过多少.
1个回答 分类:物理 2014-12-02

问题解答:

我来补答
授人以鱼不如授人以渔.楼主,我告诉你思想你自己做吧.
(1)小球摆到最下面D的时候受两个力:分别是线的拉力和自身重力,因为其到最下面一点才段落,我们把D点成为线的受力强度临界点.下面分析线D点时候受力:①线受球重力;②因为线还给球一个向心力,故受到球的反作用力F=(v^2/R)*m.因为线刚好在D点断了,所以受力极限强度=①+②,楼主小球到D点的速度自己用能量守恒(机械能守恒)算吧.
(2)若刚好不脱轨,我们就分析一下小球在最上方那点的受力状态,小球的重力完全提供向心力,并且不受轨道作用.于是得①(v^2/R)*m=mg.①式中我们求得v、从而得到在最上方的能量E(动能和势能).下面只需要让球在D点的能量-平轨道上被消耗的能量=E即可.摩擦系数决定着消耗能量的多少,据此求摩擦系数.
 
 
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