(1) 球A在最高点时的角速度大小;(2) 球A在最高点时,杆对水平轴的作用力的大小和方向.如图所示,轻杆长为3L,在杆的A、B两端分别固定质量均为m的球A和球B,杆上距球A为L处的点O装在光滑的水平
来源:学生作业帮助网 编辑:六六作业网 时间:2025/01/31 21:19:02
(1) 球A在最高点时的角速度大小;(2) 球A在最高点时,杆对水平轴的作用力的大小和方向.如图所示,轻杆长为3L,在杆的A、B两端分别固定质量均为m的球A和球B,杆上距球A为L处的点O装在光滑的水平
(1) 球A在最高点时的角速度大小;(2) 球A在最高点时,杆对水平轴的作用力的大小和方向.
如图所示,轻杆长为3L,在杆的A、B两端分别固定质量均为m的球A和球B,杆上距球A为L处的点O装在光滑的水平转动轴上,杆和球在竖直面内转动,已知球B运动到最高点时,球B对杆恰好无作用力.
(1) 球A在最高点时的角速度大小;(2) 球A在最高点时,杆对水平轴的作用力的大小和方向.如图所示,轻杆长为3L,在杆的A、B两端分别固定质量均为m的球A和球B,杆上距球A为L处的点O装在光滑的水平
设图中B所在点为零重力势能点,设B在顶点时角速度为w1,A在顶点时角速度为w2,则:
B在顶点时,两小球和轻质杆组成的系统的机械能为:
E1=1/2m(w1*2L)^2+1/2m(w1*L)^2+mg*4L+mgL
此时,小球B对杆的压力为0,所以,小球B的重力提供给小球向心加速度,则有:
mg=mw1^2*2L-------------------------------->w1^2*L=g/2-------------------1)
1)根据式子1)可求得
w1=(g/2L)^0.5=根号(g/L)
A在顶点时,两小球和轻质杆组成的系统的机械能为:
E2=1/2m(w2*2L)^2+1/2m(w2*L)^2+mg*3L
此时,杆对小球A的作用力设为F1(方向向上为正),则G-F1提供小球A的向心加速度,则有:
mg-F1=mw2^2*L------------------------------------------------------------------2)
杆对小球B的作用力设为F2(方向向上为正),则G+F2提供小球B的向心加速度,则有:
mg+F2=mw2^2*2L--------------------------------------------------------------3)
2)由于运动过程中没有能量损耗,则E1=E2,代入1)中的结论,
w2^2*L=1.3g
联立式子1、式子2、式子3求解得:
F1=-0.3mg(即杆对小球A的作用力方向向下)
F2=1.6mg(即杆对小球B的作用力方向向上)
设此时水平轴对轻质杆的作用力为F,则有
F=F1+mg+F2=-0.3mg+mg+1.6mg=2.3mg
即水平轴对轻质杆的作用力大小为2.3mg,方向向上.