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(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:

解析:BC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BC球来说机械能不守恒,但对BC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mglmglmνB2mνc2,由于二者的角速度相等,故还有νBνc23,解以上两式可得νcC球由动能定理得WBCmglmνc2-0所以BC段杆对C球做的功为WBCmνC2-mglm()2-mgl-mglmgl

 


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BC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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