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【如图所示,用长为l的轻质细线将质量为m的小球悬挂于O点.小球在外力作用下静止在A处,此时细线偏离竖直的夹角为α.现撤去外力,让小球由静止释放,摆到最低点B时,细线被O点正下方】
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问题描述:

如图所示,用长为l的轻质细线将质量为m的小球悬挂于O点.小球在外力作用下静止在A处,此时细线偏离竖直的夹角为α.现撤去外力,让小球由静止释放,摆到最低点B时,细线被O点正下方的小钉子挡住,小球继续向左摆动到细线偏离竖直方向β(β<α)角时,垂直撞击挡板.此后,小球摆到右侧最高点时细线与竖直方向夹角也为β.不计空气阻力,忽略细线与钉子相互作用时的能量损失.求:

(1)小球在A处时,所受外力的最小值;

(2)小球摆到B处前瞬间的向心加速度;

(3)小球与挡板垂直撞击过程中,挡板对小球做的功.

隋清回答:
  (1)小球在A处于静止,受共点力平衡,当F1与细线垂直时最小,根据平衡条件得:所受外力的最小值F1=mgsinα(2)从A到B过程中,机械能守恒,根据机械能守恒定律得:mgl(1-cosα)=12mυB2,向心加速度a向=υB2l=2g(1-...
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