题目内容
如图所示,A、B两小球分别固定在一刚性轻杆的两端,两球球心间相距L=1m,两球质量分别为mA=4.0kg,m2=1.0kg,杆上距A球球心0.40m处有一水平轴O,杆可绕轴无摩擦转动,现先使杆保持水平,然后从静止释放当杆转到竖直位置,求:![]()
(1)当杆转到竖直位置两球的速度各是多少?
(2)杆对A球的作用力多大;
(3)转动过程中杆对A球做功为多少(计算中重力加速度的数值g=10m/s
)。
(1)
(2)
(3)W=-9.6J
解析试题分析:(1)设杆转到竖直位置的角速度为ω,A、B两球的速度分别为
和![]()
由公式
可知![]()
取杆的初位置为零势能面,以两球组成的系统为研究对象,由机械能守恒定律得:![]()
联立得:![]()
(2)对A用牛顿第二定律:
,解得:![]()
(3)设该过程中杆对A做功为W,对A在该过程用动能定理得:
解之得:W=-9.6J
考点:考查了功的计算,圆周运动
练习册系列答案
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如图所示,在一个匀速上升的电梯内有一斜面,斜面与电梯侧壁间有一光滑小球A始终与电梯相对静止,下列判断正确的是:![]()
| A.斜面对小球的支持力做正功,小球的机械能增加 |
| B.斜面对小球的支持力做正功,小球的机械能减少 |
| C.斜面对小球的支持力做负功,小球的机械能增加 |
| D.斜面对小球的支持力做负功,小球的机械能减少 |
小球以速率v1靠惯性沿曲面由底端向上运动, 当它回到出发点时速率为v2,且v2<v1,若A点距地面高度为小球向上运动的高度一半,取曲面底端重力势能为零,小球视为质点,则( )![]()
| A.上升时机械能减少量大于下降时机械能减少量 |
| B.上升时机械能减少量等于下降时机械能减少量 |
| C.上升过程中动能和势能相等的位置在A点上方 |
| D.上升过程中动能和势能相等的位置在A点下方 |