如下图所示，让摆球从图中的C位置由静止开始摆下，摆到最低点D处，摆线刚好被拉断，小球在粗糙的水平面上由D点向右...

问题详情：

如下图所示，让摆球从图中的C位置由静止开始摆下，摆到最低点D处，摆线刚好被拉断，小球在粗糙的水平面上由D点向右做匀减速运动，到达小孔A进入半径R=0.3m的竖直放置的光滑圆弧轨道，当摆球进入圆轨道立即关闭A孔.已知摆线长L=2m，θ=60°，小球质量为m=0.5kg，D点与小孔A的水平距离s=2m，g取10m/s2.试求：

（1）求摆线能承受的最大拉力为多大？

（2）要使摆球能进入圆轨道并且能够到达最高点，求粗糙水平面摩擦因数μ的范围.

【回答】

（1）当摆球由C到D运动机械能守恒：mg(L-Lcos Ɵ)=mvD2(3分)

    由牛顿第二定律可得：Fm-mg=m（２分）

    可得：Fm =2mg=10N(２分)

（2）若小球能过圆轨道的最高点则不会脱离轨道，在圆周的最高点由牛顿第二定律可得：

mg=m   （3分）

由动能定理可得：-μ3mgs-2mgR= mv2-mvD2（4分）

解得：μ3=0.125       μ≤0.125（1分）

知识点：专题四 功和能

题型：综合题