题目内容
(12分)一根长为L、质量不计的硬杆OA,杆的中点C及A端各固定一个质量均为m的小球,杆、球系统可在竖直平面内绕O端的水平轴转动,如图所示.若开始时杆处于水平位置,并由静止释放,当该系统在转动过程中通过竖直位置时,A端小球的速度va为多大?,中点小球的机械能比在水平位置时减少了多少?
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解:两小球系统机械能守恒
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由 ![]()
解得
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中点小球减少的机械能 ![]()
思路解析:在转动过程中,A、C两球的角速度相同,设A球的速度为vA,C球的速度
为vC,则有
vA=2vC ①
以A、C和杆组成的系统机械能守恒,由机械能守恒定律,并选最低点为零势能参考平面,则有
E1=mg·L+mg·L=2mgL,E2=mg![]()
E1=E2
即2mgL=mg
②
①②两式结合可以求出vA=![]()
VC=![]()
小球C的机械能减少量为
E=mg·L-(mg
)=
mgL.
答案:
mgL
练习册系列答案
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