如图所示,用长为L的细线,一端系于悬点A,另一端拴住一质量为m的小球,先将小球拉至水平位置并使细线绷直,在悬点A的正下方

如图所示,用长为L的细线,一端系于悬点A,另一端拴住一质量为m的小球,先将小球拉至水平位置并使细线绷直,在悬点A的正下方O点钉有一小钉子,今将小球由静止释放,要使小球能在竖直平面内做完整圆周运动,OA的最小距离是多少?
简单kk 1年前 已收到1个回答 举报

睿少 幼苗

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解题思路:结合最高点的最小速度,通过机械能守恒定律求出钉子距悬点的最小距离.

设小球做完整圆周运动时其轨道半径为R,小球刚好通过最高点的条件为:
mg=m
v2
R,
得:v=
gR
小球从静止释放至运动到最高点的过程中,只有重力做功,因而机械能守恒,则根据 机械能守恒定律得:
mg(L-2R)=
1
2mv2
解得:R=
2
5L.
所以OA的最小距离为:d=L-R=
3
5L.
答:OA的最小距离为
3
5L.

点评:
本题考点: 机械能守恒定律;向心力.

考点点评: 解决本题的关键知道小球在竖直面内做圆周运动最高点的临界情况,结合牛顿第二定律和机械能守恒定律进行求解,难度不大.

1年前

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