风洞实验室可产生水平方向的.大小可调节的风力.在风洞中有一固定的支撑架ABC.该支撑架的上表面光滑.是一半径为R的1/4圆弧面.如图所示.圆弧面的圆心在O点.O离地面高为2R.地面上的D处有一竖直的小

高中物理 2024-07-06 16:14:12

(15分) 风洞实验室可产生水平方向的、大小可调节的风力.在风洞中有一固定的支撑架ABC,该支撑架的上表面光滑,是一半径为R的1/4圆弧面,如图所示,圆弧面的圆心在O点,O离地面高为2R,地面上的D处有一竖直的小洞,离O点的水平距。现将质量分别为ml和m2的两小球用一不可伸长的轻绳连接按图中所示的方式置于圆弧面上,球ml放在与圆心O在同一水平面上的A点,球m2竖直下垂.

(1)在无风情况下,若将两球由静止释放(不计一切摩擦),小球ml沿圆弧面向上滑行,恰好到最高点C与圆弧面脱离,则两球的质量比ml : m2是多少?

(2)让风洞实验室内产生的风迎面吹来,释放两小球使它们运动,当小球ml滑至圆弧面的最高点C时轻绳突然断裂,通过调节水平风力F的大小,使小球m1恰能与洞壁无接触地落入小洞D的底部,此时小球m1经过C点时的速度是多少?水平风力F的大小是多少(小球m1的质量已知)?


在线课程

(1)对此过程应用机械能守恒

当m1到C点时: 则:

(2)设小球m1的速度为,风力为F

从C运动到D的时间: 在水平方向:

F=m1a 则: