Question

在水平固定的桿(桿足夠長(zhǎng))上，套有一個(gè)質(zhì)量為M=2m的環(huán)，一根長(zhǎng)為L(zhǎng)的細(xì)繩，一端栓在環(huán)上，另一端系住一質(zhì)量為m的小球，現(xiàn)將環(huán)和球拉至細(xì)繩剛好被拉直，且與水平方向成30°角的位置，然后將它們由靜止同時(shí)釋放，如圖所示．若不計(jì)一切摩擦和空氣阻力，試求
（1）在以后的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，環(huán)的最大速度值,
（2）當(dāng)環(huán)具有最大速度時(shí)橫桿對(duì)環(huán)的作用力．

Answer 1

（1）  ,方向向右   （2）

小球和小環(huán)無(wú)初速釋放后，由于沒(méi)有任何阻力，只受重力和彈力作用，故小球和小環(huán)組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒．又由于橫桿光滑，當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)至最低點(diǎn)時(shí)，系統(tǒng)水平方向動(dòng)量守恒，且小環(huán)具有最大速度值．
(1)設(shè)向右為正方向，小球的速度為，向左，環(huán)的速度為，向右．