题目内容
1.(1)杆运动到竖直位置时A、B两球一共减少多少重力势能;
(2)A球运动到最高点时的速度的大小;
(3)B球运动到最低点过程中杆对B球所做的功.
分析 (1)先求出AB重力做的功,再求出重力势能的变化量;
(2)因A、B两球用轻杆相连,故两球转动的角速度相等,对A、B两球组成的系统应用动能定理即可解题;
(3)对B球,根据动能定理列式即可求解.
解答 解:(1)杆运动到竖直位置时,AB小球重力做功之和为WG=2mgL-mgL=mgL,则重力势能减小了mgL,
(2)在转动过程中,A、B两球的角速度相同,设A球的速度为vA,B球的速度为vB,则有:vA=vB,
整个过程中,根据动能定理得:
2mgL-mgL=$\frac{1}{2}•2m•{{v}_{B}}^{2}+\frac{1}{2}m{{v}_{A}}^{2}$
解得:${v}_{A}={v}_{B}=\sqrt{\frac{2}{3}gL}$
(3)对B球,根据动能定理得:
$\frac{1}{2}•2m{{v}_{B}}^{2}=2mgL+W$
解得:W=$-\frac{4}{3}mgL$
答:(1)杆运动到竖直位置时A、B两球一共减少的重力势能为mgL;
(2)A球运动到最高点时的速度的大小为$\sqrt{\frac{2}{3}gL}$;
(3)B球运动到最低点过程中杆对B球所做的功为$-\frac{4}{3}mgL$.
点评 本题主要考查了动能定理的直接应用,知道AB共轴转动,角速度相等,而半径又相等,则线速度相等,难度适中.
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