Question

【必修2物理题】关于机械能守恒定律。

一小球（视为质点）用长为4L的轻质细线悬挂于O点，将细线拉直并处于水平状态，由静止释放。当线转到竖直位置时绕到一个如图放置的边长为L的正方体木块上，为使小球恰好能通过最高点而绕在木块上（绳和木块作用过程无能量损失）。求木块的上边缘到O点的距离h至少应为多大？

Answer 1

假设一个临界状态，当小球上升到最高点以上 要让小球恰好通过最高点而绕在木块上，则小球此时的运动速度要大于0.
小球离O点的距离为h-（4L-h-3L）=2h-L根据机械能守恒得，重力势能转化为 动能，而由上分析得，动能要大于0.故 mg(2h-L)>0 h>=L/2

Answer 2

整个过程机械能守恒：mgh=1/2mv^2
同时做圆周运动，重力提供向心力：mg=mv^2/l
联立可得：h=1/2l
但是又要求要将小球缠在木块上。则有h<=l
最终h至少应为l/2