题目内容
一根长度为L的轻质直杆两端各固定一个可视为质点的小球A和B,两小球质量均为m,直杆可以绕过其中点O的水平轴在竖直平面内匀速转动,若直杆匀速转动周期为
,求
(1)小球转动的角速度;
(2)直杆转动到如图竖直位置时,A、B两小球对直杆作用力各多大?方向如何?
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(1)小球转动的角速度;
(2)直杆转动到如图竖直位置时,A、B两小球对直杆作用力各多大?方向如何?
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1)已知小球的转动周期
,
故小球转动的角速度
…… ① (4分)
(2)以A小球为研究对象,在最高点的受力如图,设
方向向上,根据牛顿第二定律得:
……… ② (2分)
由①②式得:
……… ③ (1分)
根据牛顿第三定律得,A球对直杆有竖直向下的压力,
大小为
…④ (1分)
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以B小球为研究对象,在最低点的受力如图,设
方向向上,根据牛顿第二定律得:
……… ⑤ (2分)
由①⑤式得:
……… ⑥ (1分)
根据牛顿第三定律得,B球对直杆有竖直向下的拉力,
大小为
…⑦
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故小球转动的角速度
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(2)以A小球为研究对象,在最高点的受力如图,设
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由①②式得:
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根据牛顿第三定律得,A球对直杆有竖直向下的压力,
大小为
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以B小球为研究对象,在最低点的受力如图,设
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由①⑤式得:
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根据牛顿第三定律得,B球对直杆有竖直向下的拉力,
大小为
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(1)小球的转动周期
,小球转动的角速度
,
(2)在最高点对小球A,根据牛顿第二定律得:
,联立得:
根据牛顿第三定律得,A球对直杆有竖直向下的压力,大小为
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以B小球为研究对象,在最低点根据牛顿第二定律得:
,
则有
,根据牛顿第三定律得,B球对直杆有竖直向下的拉力,
大小为
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(2)在最高点对小球A,根据牛顿第二定律得:
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根据牛顿第三定律得,A球对直杆有竖直向下的压力,大小为
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以B小球为研究对象,在最低点根据牛顿第二定律得:
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则有
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大小为
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