题目内容
【题目】如图所示,轻杆长1米,其两端各连接质量为1千克的小球,杆可绕距B端0.2米处的轴O在竖直面内转动,设A球转到最低点时速度为4米/秒,求此杆对轴O的作用力?
【答案】35N; 方向向下
【解析】
A、B在同一杆上绕共同的点做圆周运动,它们的角速度相等,由线速度与角速度的关系可以求出B的线速度,分别对A、B进行受力分析,由牛顿第二定律列方程可以求出细杆对球的作用力,然后由牛顿第三定律求出球对细杆的作用力,最后对杆受力分析,根据平衡条件求解O轴对杆的作用力大小和方向。
A、B两球的角速度相同,根据,可得,对A球受力分析,受重力和拉力,合力提供向心力,根据牛顿第二定律,有:
代入数据解得:TA=30N;
OA杆对轴O的作用力TA'=30N,方向向下
对B球受力分析,受重力和弹力(假设向上),合力提供向心力
根据牛顿第二定律,有:
代入数据解得:TB=5N
OB杆对轴O的作用力TB'=5N,方向向下
所以杆对轴O的作用力TA'+TB'=35N,方向向下
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