问题: 物理力学综合题,请高手帮忙
光滑槽质量为M,静止在光滑水平面上,其内表面为一个半径为大R的半球面,质量为m的小球,被细线吊住恰位于槽的边缘处,如将悬线烧断,小球的最大速度是多大?槽所能发生的最大位移是多少?
此题图示请看第一位回答者,谢谢!
解答:
√[2MgR/(M+m)]、2mR/(M+m)
小球的最大速度是在小球到达槽底时,槽所能发生的最大位移是小球到达槽的另一端
系统在水平方向动量守恒,0=mv-MV
根据机械能守恒,mgR=mv~2/2+MV~2/2
得v=√2MgR/(M+m)
设下滑过程中的位移分别为Sm、SM,则0=mvt-MVt
即0=mSm-MSM
由几何关系得,Sm+SM=R
得SM=mR/(M+m)
小球上滑过程中同样满足上述关系
所以槽所能发生的最大位移是2SM=2mR/(M+m)
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