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如图所示,质量M=2 k的滑块套在光滑的水平轨道上,质量m=1 kg的小球(视为质点)通过长L=0.5 m的轻杆与滑块上的光滑轴O连接,滑块不会影响到小球和轻杆在竖直平面内绕O轴的转动。开始时轻杆处于水平状态。现给小球一个大小为6ec8aac122bd4f6e的竖直向下的初速度,取g=10 m/s2

1.若锁定滑块,要使小球在绕O轴转动时恰能通过圆周的最高点,求初速度6ec8aac122bd4f6e的大小。

2.若解除对滑块的锁定,并让小球竖直向下的初速度6ec8aac122bd4f6e,试求小球相对于初始位置能上升的最大高度。

说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

 

 

答案:
1. =m/s   (1分)(或3.16m/s) 2. 【解析】(a)若锁定滑块,小球恰能通过最高点的速度可认为等于零 对m,由机械能守恒得   (2分) 故            =m/s   (1分)(或3.16m/s) (b)若解除对滑块的锁定,当小球升至最高时小球的竖直分速度为零。因水平方向动量守恒,故小球的水平分速度也为零,同时滑块速度也为零。           (3分) 由系统机械能守恒得                             (2分) 解得小球相对于初始位置能上升的最大高度             (1分)
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