如图所示,半径为R.圆心为O的大圆环固定在竖直平面内,两个轻质小圆环套在大圆环上.一根轻质长绳穿过两个小圆环,它的两端都系上质量为m的重物,忽略小圆环的大小. ⑴将两个小圆环固定在大圆环竖直对称轴的两侧的位置上.在两个小圆 环间绳子的中点C处,挂上一个质量M= m的重物,使两个小圆环间的绳子水平,然后无初速释放重物M.设绳子与大.小圆环间的摩擦均可忽略.求重物M下降的最大距离, ⑵若不挂重物M,小圆环可以在大圆环上自由移动,且绳子与大.小圆环及大.小圆环之间的摩擦均可以忽略.问两个小圆环分别是在哪些位置时.系统可处于平衡状态? 答案 h=R 解析 ⑴重物向下先做加速运动.后做减速运动,当重物速度为零时,下降的距离最大,设下降的最大距离为h,由机械能守恒定律得 Mgh=2mg[ ] 解得 h= ⑵系统处于平衡状态时,两个小环的位置为 a.两小环同时位于大圆环的底端 b.两小环同时位于大圆环的顶端 c.两小环一个位于大圆环的顶端,另一个位于大圆环的底端 d.除上述情况外,根据对称可知,系统如能平衡,则两小圆环的位置一定关于大圆环 竖直对称轴对称.设平衡时,两小圆环在大圆环竖直以对称两侧角的位置上(如图 所示).对于重物m,受绳子拉力T与重力mg作用,有T=mg.对于小圆环,受到三个 力的作用,水平绳子的拉力T.竖直绳子的拉力T.大圆环的支持力N,两绳子的拉力沿大圆环切向分力大 小相等,方向相反T sin =T sin 得 ,而,所以. 查看更多

 

题目列表(包括答案和解析)

(04江苏) (15分)如图所示,半径为R、圆心为O的大圆环固定在竖直平面内,两个轻质小圆环套在大圆环上.一根轻质长绳穿过两个小圆环,它的两端都系上质量为m的重物,忽略小圆环的大小。

(1)将两个小圆环固定在大圆环竖直对称轴的两侧θ=30°的位置上(如图).在—两个小圆环间绳子的中点C处,挂上一个质量M=m的重物,使两个小圆环间的绳子水平,然后无初速释放重物M.设绳子与大、小圆环间的摩擦均可忽略,求重物M下降的最大距离.

(2)若不挂重物M.小圆环可以在大圆环上自由移动,且绳子与大、小圆环间及大、小圆环之间的摩擦均可以忽略,问两个小圆环分别在哪些位置时,系统可处于平衡状态? 

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(04年江苏卷)(15分)如图所示,半径为R、圆心为O的大圆环固定在竖直平面内,两个轻质小圆环套在大圆环上。一根轻质长绳穿过两个小圆环,它的两端都系上质量为m的重物,忽略小圆环的大小。

 

(1)将两个小圆环固定在大圆环竖直对称轴的两侧θ=30°的位置上(如图)。在―两个小圆环间绳子的中点C处,挂上一个质量M=m的重物,使两个小圆环间的绳子水平,然后无初速释放重物M。设绳子与大、小圆环间的摩擦均可忽略,求重物M下降的最大距离。

(2)若不挂重物M,小圆环可以在大圆环上自由移动,且绳子与大、小圆环间及大、小圆环之间的摩擦均可以忽略,问两个小圆环分别在哪些位置时,系统可处于平衡状态? 

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