如圖所示,半徑為R,質(zhì)量不計(jì)的圓盤盤面與地面相垂直,圓心處有一個垂直盤面的光滑水平固定軸O,在盤的最右邊緣處固定一個質(zhì)量為m的小球A,在O點(diǎn)的正下方離O點(diǎn)R/2處固定一個質(zhì)量也為m的小球B,放開盤讓其自由轉(zhuǎn)動,問:
![](http://hiphotos.baidu.com/zhidao/pic/item/6f061d950a7b02081ec2b05061d9f2d3572cc87c.jpg)
(1)A球轉(zhuǎn)到最低點(diǎn)時線速度為多大?
(2)在轉(zhuǎn)動過程中半徑OA向左偏離豎直方向的最大角度是多少?
![](http://hiphotos.baidu.com/zhidao/pic/item/908fa0ec08fa513d52a1e36f3e6d55fbb2fbd97c.jpg)
(1)取圓盤最低處的水平面勢能為零,
由機(jī)械能守恒定律可得:mgR+mg
=
m(ωR)
2+
m(ω×
)
2+mgR,
v
A=ωR,解得:v
A=
;
(2)取圓心所在處的水平面勢能為零,根據(jù)初始位置重力勢能與圖狀態(tài)的重力勢能相等可得到:-mg
=-mgRcosθ+mg
sinθ,
Rcosθ-
(1+sinθ)=0,4[1-(sinθ)
2]=1+(sinθ)
2+2sinθ,
5(sinθ)
2+2sinθ-3=0,sinθ=
,sinθ=
,
![](http://hiphotos.baidu.com/zhidao/pic/item/6c224f4a20a4462377c12ad39b22720e0cf3d77c.jpg)
sinθ=-1舍去,θ=37°;
答:(1)A球轉(zhuǎn)到最低點(diǎn)時線速度為v
A=
;
(2)半徑OA向左偏離豎直方向的最大角度是37°.