机械能部分的物理题一根长为2L的轻质杆,中间固定一小球A,右端固定一小球B,质量均为M,杆从水平静止释放,绕左端点O自由

机械能部分的物理题
一根长为2L的轻质杆,中间固定一小球A,右端固定一小球B,质量均为M,杆从水平静止释放,绕左端点O自由转动,当杆转到竖直方向时,求杆对O轴的作用力的大小和方向.
吾生无涯 1年前 已收到3个回答 举报

wxvk7deop59e6 幼苗

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对AB二个小球组成的系统机械能守恒
取B在最底点处的重力势能为零参考平面,则有
2mg*2L=mgL+mvA^2/2+mvB^2/2
又知AB是在同一根轻质杆子上,所以角速度相同,故知Vb=2vA代入上式得
VA=√6gl/5
VB=2√6gl/5
当杆在竖直位置时,对A分析受力,由匀速圆周运动向心力公式得F1-mg=mvA^2/L F1=11mg/5
同理得B受杆作用力F2-mg=MVB^2/2L F2=17mg/5
AB受到杆的总作用力即为杆对O点的作用力F=F1+F2=28mg/5
当杆转到竖直方向时,杆对O轴的作用力的大小为28mg/5.方向竖直向下.

1年前

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无我而为 幼苗

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由于有两个小球,但都是质点,没有转动,可以用质心运动来算。两个小球都是M,那么质心易得距离O点3/2*L,等效于在这个点质量是2M的物体。
能量守恒得到2Mg*3/2*L=1/2*2M*v²
v²=3gL
而物体做圆周运动,拉力-重力 提供向心力
拉力=2Mg+2Mv²/(3/2*L)=2Mg+4/9*Mg=22/9*Mg
...

1年前

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阿劣 幼苗

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设杆到达竖直位置时A球的速度为v1,B球的速度为v2,
对A球和B球当做一个整体对待,当释放时O点和A球之间的杆对这个整体是不做功的(但是A和B之间的杆对A和B球就不一定了)
所以,对落下的整个过程,只有重力做功,可以用机械能守恒,
杆竖直时这个整体的动能E1=MgL+Mg2L----------------1
由于两个小球的角速度是相同的,故可列方程,v1/L=v...

1年前

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