例题:如图所示,

一根绳的两端分别固定在两座猴山的A、B处,A、B两点水平距离为16m,竖直距离为2m,A、B间绳长为20m,质量为10kg的猴子抓住套在绳上的滑环从A处滑到B处。以A点所在水平面为参考平面,猴子在滑行过程中重力势能最小值约为(绳处于拉直状态) ( B )
A.-1.2×10³J
B.-7.5×10² J
C.-6.0×10² J
D.-2.0×10² J
【解析】猴子运动轨迹为椭圆

猴子在运动过程中机械能守恒,重力势能最小,在最低位置,动能最大,速度最大,切向加速度为零(加速度不为零)。

在最低点时,两侧绳子与水平方向的夹角相同,记为θ,设右边绳子长为a,则左边绳子长为20-a,由几何关系得20cosθ=16, asinθ-(20-a)sinθ=2,联立解得a=35m/3,所以最低点距离参考面的高度差为asinθ=7m,猴子的重心比绳子最低点大约低0.5m,所以猴子在最低点的重力势能约为-750J。
例题:如图所示,

