如图所示,倾角为θ的光滑斜面上放有两个质量均为m的小球A和B,两球之间用一根长为L的轻杆相连,下面的小球B离斜面底端的高度为h.两球从静止开始下滑,不计球与地面碰撞时的机械能

问题描述:

如图所示,倾角为θ的光滑斜面上放有两个质量均为m的小球A和B,两球之间用一根长为L的轻杆相连,下面的小球B离斜面底端的高度为h.两球从静止开始下滑,不计球与地面碰撞时的机械能损失,且地面光滑,
求:(1)两球在光滑水平面上运动时的速度大小;
(2)此过程中杆对A球所做的功.

(1)以A、B组成的系统为研究对象,系统机械能守恒,
由机械能守恒定律得:mgh+mg(h+Lsinθ)=

1
2
×2mv2
解得,两球的速度:v=
2gh+gLsinθ

(2)以A球为研究对象,由动能定理得:
mg(h+Lsinθ)+W=
1
2
mv2
解得:W=-
1
2
mgLsinθ.
答:(1)两球在光滑水平面上运动时的速度大小为
2gh+gLsinθ

(2)此过程中杆对A球所做的功为-
1
2
mgLsinθ.