题目内容

如图所示,A,B两球质量相等,固定在长为L的轻杆的中点和右端,其左端为O点.现使两球在光滑水平面上先后做沿杆向左的匀加速直线运动和绕O点的匀速圆周运动.已知A球在这两种情况下加速度大小相等,则A球先后受到的合力比为多少,OA杆先后受到的张力比为多少,AB杆先后受到的张力比为多少?

答案:
解析:

  A,B为连接体,可由整体法和隔离法,运用牛顿第二定律求解.

  当A球向左以加速度a做匀加速直线运动时,B球加速度也为a.A所受合力FA=ma.OA杆水平张力T1,由整体法得T1=2ma,AB杆水平张力T2,隔离B得T2=ma,

    当以O为圆心,A球以加速度a做匀速圆周运动时,A,B角速度相等,由半径关系得aB2L,而a=ω2·,故aB=2a.由A所受合力=ma,由整体法得OA杆张力=ma+m·2a=3ma,对B受力分析得AB杆张力=m·2a=2ma.

  故有FA/=1∶l,T1/=2∶3,T2/=1∶2.


提示:

受力分析是求解动力学问题的基础,对于连接体问题可运用整体法或隔离法,结合牛顿定律,建立动力学方程.物体做匀速圆周运动时,合力指向圆心提供向心力.


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