题目内容

(15分)如图所示,质量均为mAB两个小球,用长为2L的轻杆相连接,在竖直平面内,绕固定轴O沿顺时针方向自由转动(转轴在杆的中点),不计一切摩擦.

(1)某时刻AB球恰好在图示位置,AB球的线速度大小均为v.试判断AB球以后的运动性质,并简要说明理由;

(2)若在如图所示的位置时,轻杆对A球的作用力恰好为零,B球从杆上脱落,求:

B球落地时的速度大小和方向;

②当B球脱落后,A球从最高点转动圆周时,A球的加速度大小.

解析

(1)匀速圆周运动  (2分)

在图示位置转动一个较小的角度,由几何关系可得,A球下降的高度和B球上升的高度相同,A、B球系统的重力势能不变,由于系统机械能守恒,所以A、B球的动能不变,所以A、B球以后的运动是为匀速圆周运动。  (2分)

(2)对A球有:       (1分)

所以     (1分)

B球速度大小与A球相同,做平抛运动

       (1分)

         (1分)

小球落地的速度大小为        (1分)

方向与水平方向        (1分)

②设A球从最高点转动圆周时的速度为     (1分)

     (1分)

向心加速度       (1分)

A球的加速度       (2分)

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