Question

（10分）如图所示，轻杆长2L，中点装在水平轴O点，两端分别固定着小球A和B，A球质量为m，B球质量为2m，两者一起在竖直平面内绕O轴做圆周运动。

（1）若A球在最高点时，杆A端恰好不受力，求此时O轴的受力大小和方向；

（2）若B球到最高点时的速度等于第（1）小问中A球到达最高点时的速度，则B球运动到最高点时，O轴的受力大小和方向又如何？

 

Answer 1

【答案】

（1）O轴所受有力大小为4mg，方向竖直向下

（2）O轴所受的力的大小为2mg，方向竖直向下

【解析】（1）A在最高点时，对A有mg=m，

对B有T_OB-2mg=2m，可得T_OB=4mg。

根据牛顿第三定律，O轴所受有力大小为4mg，方向竖直向下  (5分)

（2）B在最高点时，对B有2mg+ T′_OB=2m，代入（1）中的v，可得T′_OB=0；

对A有T′_OA-mg=m， T′_OA=2mg。

根据牛顿第三定律，O轴所受的力的大小为2mg，方向竖直向下 (5分)