题目内容
(14分)如图所示,在两个质量分别为和的小球A和B之间用一根长为的轻杆连接。两小球可绕穿过轻杆中心的水平轴无摩擦转动,现让轻杆处于水平位置开始无初速度释放,在杆转至竖直位置时,求:
(1)杆对A、B两球的作用力。
(2)杆对A球和B球分别做功多少?
解析:
选取杆所在水平位置作为零势能面,由机械能守恒定律得
A、B两球受杆的限制做角速度相同的圆周运动,故两球速度大小处处相等,即
联立求得转到竖直位置时
(1)对A球在最高处,由牛顿第二定律有
求得
即杆对A球的作用力方向向上(支持力),大小为
对B球在最低处,由牛顿第二定律有
求得
(2)A球由水平转到竖直过程,由动能定理得
求得
B球由水平转到竖直过程,由动能定理得
求得
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