如圖所示,半徑為R.圓心為O的大圓環(huán)固定在豎直平面內(nèi),兩個(gè)輕質(zhì)小圓環(huán)套在大圓環(huán)上.一根輕質(zhì)長(zhǎng)繩穿過(guò)兩個(gè)小圓環(huán),它的兩端都系上質(zhì)量為m的重物,忽略小圓環(huán)的大小. ⑴將兩個(gè)小圓環(huán)固定在大圓環(huán)豎直對(duì)稱軸的兩側(cè)的位置上.在兩個(gè)小圓 環(huán)間繩子的中點(diǎn)C處,掛上一個(gè)質(zhì)量M= m的重物,使兩個(gè)小圓環(huán)間的繩子水平,然后無(wú)初速釋放重物M.設(shè)繩子與大.小圓環(huán)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(huán)可以在大圓環(huán)上自由移動(dòng),且繩子與大.小圓環(huán)及大.小圓環(huán)之間的摩擦均可以忽略.問(wèn)兩個(gè)小圓環(huán)分別是在哪些位置時(shí).系統(tǒng)可處于平衡狀態(tài)? 答案 h=R 解析 ⑴重物向下先做加速運(yùn)動(dòng).后做減速運(yùn)動(dòng),當(dāng)重物速度為零時(shí),下降的距離最大,設(shè)下降的最大距離為h,由機(jī)械能守恒定律得 Mgh=2mg[ ] 解得 h= ⑵系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)時(shí),兩個(gè)小環(huán)的位置為 a.兩小環(huán)同時(shí)位于大圓環(huán)的底端 b.兩小環(huán)同時(shí)位于大圓環(huán)的頂端 c.兩小環(huán)一個(gè)位于大圓環(huán)的頂端,另一個(gè)位于大圓環(huán)的底端 d.除上述情況外,根據(jù)對(duì)稱可知,系統(tǒng)如能平衡,則兩小圓環(huán)的位置一定關(guān)于大圓環(huán) 豎直對(duì)稱軸對(duì)稱.設(shè)平衡時(shí),兩小圓環(huán)在大圓環(huán)豎直以對(duì)稱兩側(cè)角的位置上(如圖 所示).對(duì)于重物m,受繩子拉力T與重力mg作用,有T=mg.對(duì)于小圓環(huán),受到三個(gè) 力的作用,水平繩子的拉力T.豎直繩子的拉力T.大圓環(huán)的支持力N,兩繩子的拉力沿大圓環(huán)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(huán)固定在豎直平面內(nèi),兩個(gè)輕質(zhì)小圓環(huán)套在大圓環(huán)上.一根輕質(zhì)長(zhǎng)繩穿過(guò)兩個(gè)小圓環(huán),它的兩端都系上質(zhì)量為m的重物,忽略小圓環(huán)的大小。

(1)將兩個(gè)小圓環(huán)固定在大圓環(huán)豎直對(duì)稱軸的兩側(cè)θ=30°的位置上(如圖).在—兩個(gè)小圓環(huán)間繩子的中點(diǎn)C處,掛上一個(gè)質(zhì)量M=m的重物,使兩個(gè)小圓環(huán)間的繩子水平,然后無(wú)初速釋放重物M.設(shè)繩子與大、小圓環(huán)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(huán)可以在大圓環(huán)上自由移動(dòng),且繩子與大、小圓環(huán)間及大、小圓環(huán)之間的摩擦均可以忽略,問(wèn)兩個(gè)小圓環(huán)分別在哪些位置時(shí),系統(tǒng)可處于平衡狀態(tài)? 

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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(huán)固定在豎直平面內(nèi),兩個(gè)輕質(zhì)小圓環(huán)套在大圓環(huán)上。一根輕質(zhì)長(zhǎng)繩穿過(guò)兩個(gè)小圓環(huán),它的兩端都系上質(zhì)量為m的重物,忽略小圓環(huán)的大小。

 

(1)將兩個(gè)小圓環(huán)固定在大圓環(huán)豎直對(duì)稱軸的兩側(cè)θ=30°的位置上(如圖)。在―兩個(gè)小圓環(huán)間繩子的中點(diǎn)C處,掛上一個(gè)質(zhì)量M=m的重物,使兩個(gè)小圓環(huán)間的繩子水平,然后無(wú)初速釋放重物M。設(shè)繩子與大、小圓環(huán)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(huán)可以在大圓環(huán)上自由移動(dòng),且繩子與大、小圓環(huán)間及大、小圓環(huán)之間的摩擦均可以忽略,問(wèn)兩個(gè)小圓環(huán)分別在哪些位置時(shí),系統(tǒng)可處于平衡狀態(tài)? 

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