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如图所示,光滑内壁的半球形碗,半径为R固定在水平桌面上,质量分别为M、m可视为质...

如图所示,光滑内壁的半球形碗,半径为R固定在水平桌面上,质量分别为M、m可视为质点的A、B两球,用轻绳相连(不可伸缩),A由碗沿从静止释放
①小球A能到达碗底,M与m的关系满足什么条件?
当M=2m时,②A球到达最高点时A与圆心连线与水平方向的夹角θ为多少?
③A到达碗底时,A、B球速度.

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(1)小球A能到达碗底,则到达碗底的速度大于等于零,根据机械能守恒定律即可求解; (2)A球到达最高点时A的速度为零,B的速度也为零,根据机械能守恒定律即可求解; (3)先求出A到达碗底时B球与A球速度的关系,根据AB系统机械能守恒列式即可求解. 【解析】 (1)小球A能到达碗底,则到达碗底的速度v≥0,根据机械能守恒定律得: MgR-mgR=0 解得:M (2)当M=2m时,A球到达最高点时A的速度为vA=0,则vB=0,设B上升的高度为l,则有: 2mglsinθ=mgl 解得:sinθ= 所以θ=30° (3)由于AB为连接体,A到达碗底时有: AB系统机械能守恒,则有: 2mgR-mg== 解得: 答:(1)小球A能到达碗底,M与m的关系满足M; (2)当M=2m时,A球到达最高点时A与圆心连线与水平方向的夹角θ为30°; (3)A到达碗底时,A球的速度为,B球速度为.
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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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