Question

如圖所示，一個半徑為R的半球形的碗固定在桌面上，碗口水平，O點為其球心，碗的內(nèi)表面及碗口是光滑的．一根輕質(zhì)細線跨在碗口上，線的兩端分別系有小球A和B，當(dāng)它們處于平衡狀態(tài)時，小球A與O點的連線與水平線的夾角為60°．
（1）求小球A與小球B的質(zhì)量比m_A：m_B
（2）辨析題：現(xiàn)將A球質(zhì)量改為2m、B球質(zhì)量改為m，且開始時A球位于碗口C點，由靜止沿碗下滑，當(dāng)A球滑到碗底時，求兩球的速率為多大？
某同學(xué)解法如下：當(dāng)A球滑到碗底時，A球下降的高度為R，B球上升的高度為R，根據(jù)機械能守恒定律有：①且  v_A=v_B②代入數(shù)據(jù)，解①、②兩式即可求得兩球的速率．
你認(rèn)為上述分析是否正確？如果你認(rèn)為正確，請完成此題；如果你認(rèn)為不正確，請指出錯誤，并給出正確的解答．

Answer 1

【答案】分析：（1）先對m_B球受力分析，受重力和拉力，二力平衡，求出拉力；再對m_A球受力分析，根據(jù)共點力平衡條件列式求解．
（2）A球在碗底時，v_A不等于v_B，應(yīng)將v_A沿繩和垂直于繩的方向分解，沿繩子方向的分速度即等于你B球的速度v_B的大�。�再根據(jù)機械能守恒定律列式解決．
解答：解：（1）設(shè)繩上拉力為T，碗對A球的彈力為N，根據(jù)對稱性可得：N=T
由平衡條件：2Tcos30°=m_Ag
對B球，受拉力與重力平衡得：T=m_Bg
聯(lián)立得：
（2）不正確．
A球在碗底時，v_A不等于v_B，應(yīng)將v_A沿繩和垂直于繩的方向分解，沿繩子方向的分速度即等于你B球的速度v_B的大�。�
即：
根據(jù)機械能守恒定律有：
可得：
答：（1）小球A與小球B的質(zhì)量比為：，
（2）不正確．兩球的速率為：．
點評：本題是簡單的連接體問題，先分析受力最簡單的物體，再分析受力較復(fù)雜的另一個物體，同時要運用正交分解法處理較為方便．
注意連接體中兩個物體的速度大小不一定相等．要應(yīng)用速度的分解求出兩個小球的速率關(guān)系．