如圖所示,半徑為R.圓心為O的大圓環固定在豎直平面內,兩個輕質小圓環套在大圓環上.一根輕質長繩穿過兩個小圓環,它的兩端都系上質量為m的重物,忽略小圓環的大小. ⑴將兩個小圓環固定在大圓環豎直對稱軸的兩側的位置上.在兩個小圓 環間繩子的中點C處,掛上一個質量M= m的重物,使兩個小圓環間的繩子水平,然后無初速釋放重物M.設繩子與大.小圓環間的摩擦均可忽略.求重物M下降的最大距離, ⑵若不掛重物M,小圓環可以在大圓環上自由移動,且繩子與大.小圓環及大.小圓環之間的摩擦均可以忽略.問兩個小圓環分別是在哪些位置時.系統可處于平衡狀態? 答案 h=R 解析 ⑴重物向下先做加速運動.后做減速運動,當重物速度為零時,下降的距離最大,設下降的最大距離為h,由機械能守恒定律得 Mgh=2mg[ ] 解得 h= ⑵系統處于平衡狀態時,兩個小環的位置為 a.兩小環同時位于大圓環的底端 b.兩小環同時位于大圓環的頂端 c.兩小環一個位于大圓環的頂端,另一個位于大圓環的底端 d.除上述情況外,根據對稱可知,系統如能平衡,則兩小圓環的位置一定關于大圓環 豎直對稱軸對稱.設平衡時,兩小圓環在大圓環豎直以對稱兩側角的位置上(如圖 所示).對于重物m,受繩子拉力T與重力mg作用,有T=mg.對于小圓環,受到三個 力的作用,水平繩子的拉力T.豎直繩子的拉力T.大圓環的支持力N,兩繩子的拉力沿大圓環切向分力大 小相等,方向相反T sin =T sin 得 ,而,所以. 查看更多

 

題目列表(包括答案和解析)

(04江蘇) (15分)如圖所示,半徑為R、圓心為O的大圓環固定在豎直平面內,兩個輕質小圓環套在大圓環上.一根輕質長繩穿過兩個小圓環,它的兩端都系上質量為m的重物,忽略小圓環的大小。

(1)將兩個小圓環固定在大圓環豎直對稱軸的兩側θ=30°的位置上(如圖).在—兩個小圓環間繩子的中點C處,掛上一個質量M=m的重物,使兩個小圓環間的繩子水平,然后無初速釋放重物M.設繩子與大、小圓環間的摩擦均可忽略,求重物M下降的最大距離.

(2)若不掛重物M.小圓環可以在大圓環上自由移動,且繩子與大、小圓環間及大、小圓環之間的摩擦均可以忽略,問兩個小圓環分別在哪些位置時,系統可處于平衡狀態? 

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(04年江蘇卷)(15分)如圖所示,半徑為R、圓心為O的大圓環固定在豎直平面內,兩個輕質小圓環套在大圓環上。一根輕質長繩穿過兩個小圓環,它的兩端都系上質量為m的重物,忽略小圓環的大小。

 

(1)將兩個小圓環固定在大圓環豎直對稱軸的兩側θ=30°的位置上(如圖)。在―兩個小圓環間繩子的中點C處,掛上一個質量M=m的重物,使兩個小圓環間的繩子水平,然后無初速釋放重物M。設繩子與大、小圓環間的摩擦均可忽略,求重物M下降的最大距離。

(2)若不掛重物M,小圓環可以在大圓環上自由移動,且繩子與大、小圓環間及大、小圓環之間的摩擦均可以忽略,問兩個小圓環分別在哪些位置時,系統可處于平衡狀態? 

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