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一光滑圆环固定在竖直平面内,环上套着两个小球A和B(中央有孔),A、B间由细绳连...

一光滑圆环固定在竖直平面内,环上套着两个小球A和B(中央有孔),A、B间由细绳连接着,它们处于如图中所示位置时恰好都能保持静止状态.此情况下,B球与环中心O处于同一水平面上,AB间的细绳呈伸直状态,与水平线成30°夹角.已知B球的质量为m,求:
(1)细绳对B球的拉力和A球的质量;
(2)剪断细绳后,B球运动到圆环最低点时对圆环的压力.

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(1)对B球和A球受力分析,通过共点力平衡求出绳子的拉力以及A球的质量大小. (2)剪断细绳后,根据动能定理求出B球到达最低点的速度,根据牛顿第二定律求出支持力的大小,从而求出B球对圆环的压力. 【解析】 (1)对B球,受力分析如图所示.Tsin30°=mg ∴T=2mg① 对A球,受力分析如图所示.在水平方向…..② 在竖直方向…③ 由以上方程解得:mA=2m…④ (2)设B球第一次过圆环最低点时的速度为v,压力为N,圆环半径为r. 则 …⑥ …⑦ ⑥⑦联解得:N=3mg…⑧ 由牛顿第三定律得B球对圆环的压力 N′=N=3mg 方向竖直向下 ⑨ 答:(1)细绳对B球的拉力为2mg,A球的质量为2m. (2)剪断细绳后,B球运动到圆环最低点时对圆环的压力为3mg.
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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