Question

高三物理作业题 求高手解答 求详解

AB为一光滑水平横杆，杆上套一轻环，环上系一长为L的质量不计的细绳，绳的另一端栓一质量为m的小球，现将绳拉直，且与AB平行，由静止释放小球，则当细绳与AB成a角时，小球速度的水平分量大小为?竖直分量为?,轻环移动的距离大小为？
如图

Answer 1

既是轻环，则质量为零。如果绳子有拉力，则环向右的加速度是无限大。那么绳子就不能处于被拉长的状态中，所以绳是无拉力的。也就是绳对m也无拉力，那m做什么运动？------自由落体运动！剩下的问题应该好解决了吧。很简单的三角几何计算。

如果以上分析你不理解，可以这样想：轻环是没有惯性的，绳在将其向右拉动时，轻环没有任何“抗拒”，绳也就不会绷紧了，也就没有力了。

Answer 2

本题是“轻环”模型问题。由于轻环是套在光滑水平横杆上的，在小球下落过程中，由于轻环可以无摩擦地向右移动，故小球在落到最低点之前，绳子对小球始终没有力的作用，小球在下落过程中只受到重力作用。
因此，小球的运动轨迹是竖直向下的，这样当绳子与横杆成θ角时，
小球的水平分速度为Vx=0,
小球的竖直分速度vy=根号下2gLsinθ。
可求得轻环移动的距离是d=L-Lcosθ.

Answer 3

mgsina=1/2*mV^2

可以求出V
V水平=V*sina
V竖直=V*cosa
轻环移动的距离大小为 L*tana

Answer 4

用机械能守恒求速度，用动量守恒求移动距离。不是只受重力，还有绳子的力，把绳子跟环跟球看成一个整体

Answer 5

轻环不要考虑质量，也就不考虑加速度，绳中的张力为零，小球做自由落体运动。