题目
在一根长为L不可伸长的轻质线一端系一质量为m的小球,线的另一端系于O点.把球拉到水平后静止释放,问:小球运动到什么位置具有最大的竖直分速度?
答案: 解析:小球受力如图所示. 在下落过程中绳子拉力T逐渐增大,根据力的独立作用原理,在竖直方向上有 mg-Tcos=may, 竖直方向的分运动的加速度逐渐减小,速度逐渐增大,当,即mg=Tcos时,vy达到最大值,此后Tcos大于mg,ay竖直向上,物体的竖直分速度将减小. 当小球竖直分速度vy最大时,有 mg=Tcos① T-mgcos=mv2/L,② .③ 取立①②③式得:,即:. 最大竖直分速度为.