一質量為的小球連接在質量可忽略的不可伸長的柔軟細線上，將細線的另一端與一豎直的光滑細圓桿的頂端相連接，并將細線繞緊在桿頂上，直至小球與圓桿相碰，此時放開小球，細線開始反向旋轉釋放，求細線釋放完后，桿與細線的夾角。

   


解析:

由于圓桿相當細，可以近似地認為細線釋放時小球做圓周運動，

設線長為，當細線釋放完后，桿與細線的夾角為，

則有能量守恒，有

重力和線張力的合力指向圓心，成為向心力，因此有，

這樣，或

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，在光滑水平長直軌道上，A、B兩小球之間有一處于原長的輕質彈簧，彈簧右端與B球連接，左端與A球接觸但不粘連，已知，開始時A、B均靜止。在A球的左邊有一質量為的小球C以初速度向右運動，與A球碰撞后粘連在一起，成為一個復合球D，碰撞時間極短，接著逐漸壓縮彈簧并使B球運動，經(jīng)過一段時間后，D球與彈簧分離（彈簧始終處于彈性限度內）。

（1）上述過程中，彈簧的最大彈性勢能是多少？

（2）當彈簧恢復原長時B球速度是多大？

（3）若開始時在B球右側某位置固定一塊擋板（圖中未畫出），在D球與彈簧分離前使B球與擋板發(fā)生碰撞，并在碰后立即將擋板撤走，設B球與擋板碰撞時間極短，碰后B球速度大小不變，但方向相反，試求出此后彈簧的彈性勢能最大值的范圍。

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，在光滑水平長直軌道上，A、B兩小球之間有一處于原長的輕質彈簧，彈簧右端與B球連接，左端與A球接觸但不粘連，已知，開始時A、B均靜止.在A球的左邊有一質量為的小球C以初速度v0向右運動，與A球碰撞后粘連在一起，成為一個復合球D，碰撞時間極短.接著逐漸壓縮彈簧并使B球運動.經(jīng)過一段時間后，D球與彈簧分離(彈簧始終處于彈性限度內）.

(1) 上述過程中，彈簧的最大彈性勢能是多少？

(2) 當彈簧恢復原長時B球速度是多大？

(3) 若開始時在B球右側某位置固定一塊擋板（圖中未畫出），在D球與彈簧分離前使B球與擋板發(fā)生碰撞，并在碰后立即將擋板撤走，設B球與擋板碰撞時間極短,碰后B球速度大小不變，但方向相反.試求出此后彈簧的彈性勢能最大值的范圍.

 

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科目：高中物理 來源：2015屆福建省高一上學期期末考試物理試卷（解析版） 題型：選擇題

在水平地面上運動的小車車廂底部有一質量為的木塊，木塊和車廂通過一根輕質彈簧相連接，彈簧的勁度系數(shù)為.在車廂的頂部用一根細線懸掛一質量為的小球．某段時間內發(fā)現(xiàn)細線與豎直方向的夾角為，在這段時間內木塊與車廂保持相對靜止，如上圖所示．不計木塊與車廂底部的摩擦力，則在這段時間內彈簧的形變?yōu)?(　　)

A．壓縮量為                    B．伸長量為

C．壓縮量為                      D．伸長量為

 

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科目：高中物理 來源：2012屆度四川省南充市高三第二次高考適應性考試物理卷 題型：計算題

如圖所示，在光滑水平長直軌道上，A、B兩小球之間有一處于原長的輕質彈簧，彈簧右端與B球連接，左端與A球接觸但不粘連，已知，開始時A、B均靜止.在A球的左邊有一質量為的小球C以初速度v0向右運動，與A球碰撞后粘連在一起，成為一個復合球D，碰撞時間極短.接著逐漸壓縮彈簧并使B球運動.經(jīng)過一段時間后，D球與彈簧分離(彈簧始終處于彈性限度內）.

(1) 上述過程中，彈簧的最大彈性勢能是多少？

(2) 當彈簧恢復原長時B球速度是多大？

(3) 若開始時在B球右側某位置固定一塊擋板（圖中未畫出），在D球與彈簧分離前使B球與擋板發(fā)生碰撞，并在碰后立即將擋板撤走，設B球與擋板碰撞時間極短,碰后B球速度大小不變，但方向相反.試求出此后彈簧的彈性勢能最大值的范圍.

 

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