物理有问题

来源：百度知道 编辑：UC知道 时间：2024/07/04 12:32:49
如图，在距水平地面高为0.4m处，水平固定一根长直光滑杆，在杆上P点固定一定滑轮，滑轮可绕水平轴无摩擦转动，在P点右边，杆上套有一质量m=2kg的小球A，半径R=0.3m的光滑半圆形细轨道，竖直地固定在地面上，其圆形O在P点的正下方，在轨道上套有一质量也为m＝2kg的小球B，用一条不可伸长的柔软细绳，通过定滑轮将两小球连接起来，杆和半圆形轨道在同一竖直平面内，两小球均可看做质点，且不计滑轮大小的影响，g取10m/s^2。现给小球A一个水平向右的恒力F=55N。求：
（1）把小球B从地面拉到P点正下方C点过程中，力F做的功；
（2）小球B运动到C处时的速度大小；
（3）小球B被拉到离地多高时与小球A速度大小相等。

（1）22J
易知：PB=0.5m，PC=0.1m。在小球B由地面到C处的过程中，P点左下方的绳子缩短了（PB－PC）＝0。4m，所以A球向右移动了0.4m。所以F做的功为：
W=0.4m乘55N=22J。
（2）4m/s
在题述过程中A的重力势能一直没有改变，B的重力势能增加了E=（0.3m乘2kg乘10）=6J。对A和B组成的整体运用动能定理，有：
W-E=A的动能+B的动能。。。。。。。。。。。。。（1）
其中A的动能=0.（解释一下：假设D是B关于O的对称点（即BD为直 径），在B球由B－C－D的过程中，由绳子长度不变可得A球先向右 移再向左移。故当B球到C点的时候A球速的为零）
所以W-E=B的动能。由此可得：V=4m/s.
(3)0。225m。
由于绳子不可伸长，故当B的速度为沿绳子的方向时A、B共速。此时P左下方的绳子与圆相切。由数学关系可得h＝0。225m。