Question

1．如图所示，长为2L的轻杆，两端各固定一小球A和B，过杆的中点O有一水平光滑固定轴，杆可绕轴在竖直平面内转动．当转动到竖直位置且A球在上端、B球在下端时杆的角速度为ω，此时杆对转轴的作用力为零，则A、B两小球的质量之比为（　　）

• A． 1：1
• B． $\frac{L{ω}^{2}+2g}{L{ω}^{2}-2g}$
• C． $\frac{L{ω}^{2}-g}{L{ω}^{2}+g}$
• D． $\frac{L{ω}^{2}+g}{L{ω}^{2}-g}$

Answer 1

分析 本题中两球均做圆周运动，其合力均充当向心力；杆对转轴的作用力为零时，杆受两球的力二力平衡，故均为拉力．

解答 解：两球均做圆周运动，合力充当向心力，设杆对球的拉力均为F；
对A球：F+m₁g=m₁ω²L ①；
对B球：F-m₂g=m₂ω²L ②；
由①②两式解得，m₁：m₂=（Lω²+g）：（Lω²-g）；
故选：D．

点评 本题关键要对两球分别受力分析，找出其向心力来源，根据牛顿第二定律列式求解；由于杆受力平衡，且与转轴间无弹力，故两球对杆均为拉力，且平衡．