题目内容
如图所示,长为l的轻杆AC可绕A端在竖直平面内无摩擦地转动,在C端和杆上的B处(AB=)各固定有质量均为m的小球,现将杆拉到水平位置后从静止释放,求杆的C端到达最低位置时的速度和这一过程中杆的BC段对C球所做的功.
答案:
解析:
提示:
解析:
解析:B、C两球在运动过程中,杆的BC段分别要对它们做功,所以单独对B或C球来说机械能不守恒,但对B、C两球组成的系统来说只有两小球受的重力做功,故系统的机械能守恒.在杆转动的过程中,系统减少的势能转化为其增加的动能.即mgl+mgl=mνB2+mνc2,由于二者的角速度相等,故还有νB:νc=2:3,解以上两式可得νc=对C球由动能定理得WBC+mgl=mνc2-0所以BC段杆对C球做的功为WBC=mνC2-mgl=m()2-mgl-mgl=mgl.
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提示:
点拨:在涉及有几个物体参与运动的过程,一般先以整体来分析,利用机械能守恒定律及相互间的制约关系求解,在确定系统内作用力做功时,再将它们分开来研究.从本例解的结果可看出,单独的B、C两球机械能不守恒.事实上,AB杆对B球做负功,BC杆对C球做正功.
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练习册系列答案
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如图所示,长为L的轻杆一端固定质量为m的小球,另一端有固定转轴O,现使小球在竖直平面内做圆周运动,P为圆周的最高点,若小球通过圆周轨道最低点时的速度大小为
,忽略摩擦阻力和空气阻力,则以下判断正确的是( )
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A、小球不能到达P点 | ||
B、小球到达P点时的速度大于
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C、小球能到达P点,且在P点受到轻杆向下的拉力 | ||
D、小球能到达P点,且在P点受到轻杆向上的支持力 |