Question

【題目】如圖，圓環(huán)質(zhì)量為M，經(jīng)過環(huán)心的豎直鋼絲AB上套有一質(zhì)量為m的球，今將小球沿鋼絲AB以初速v0豎直向上拋出。致使大圓環(huán)對地?zé)o作用力，則小球上升的加速度為___________。小球能上升的最大高度為___________。（設(shè)AB鋼絲足夠長，小球不能達到A點）

Answer 1

【答案】

【解析】

大圓環(huán)對地?zé)o作用力時，說明m對M的滑動摩擦力與Mg大小相等，根據(jù)牛頓第二定律求出小球上升的加速度。根據(jù)運動學(xué)速度位移公式求出小球能上升的最大高度。

[1]由題可知大圓環(huán)對地?zé)o作用力時，m對M的滑動摩擦力f與Mg大小相等，方向豎直向上。以小球為研究對象，分析受力可知，小球受到豎直向下的重力mg和向下的滑動摩擦力f′，根據(jù)牛頓第三定律得知，f′=f=Mg，根據(jù)牛頓第二定律得到，小球上升的加速度：

[2]由

得：

。