EJU 2021 年第 2 回 物理 第 6 题

考点
匀速圆周运动、机械能守恒
领域
力学
难度
中等
标准答案
②

解析摘要

标准解析

先确定最低点的共同速度

研究对象始终是小球。钉子接触发生在最低点,先由释放到最低点的高度差求此刻速度,再分别对接触前、后列向心方向的牛顿第二定律。

  1. 由机械能求速度

    小球从与 OO 等高处由静止下落到最低点,竖直下降高度为 ℓ\ell。张力始终与瞬时位移垂直,不做功,因此机械能守恒:

    mgℓ=12mv2mg\ell=\frac12mv^2

    。

    故最低点速度满足 v2=2gℓv^2=2g\ell。绳碰到钉子的瞬间,小球速度为水平方向,而绳的约束方向为竖直方向,速度没有沿绳方向的分量,所以速率仍为 vv。

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