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,外界给予系统一定的能量后,杆和球在竖直面内转动.

发布时间:2020-08-09 12:41:48

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,外界给予系统一定的能量后,杆和球在竖直面内转动.在转动的过程中,忽略空气的阻力.若球B运动到最高点时,球B对杆恰好无作用力,则下列说法正确的是A.球B在最高点时速度为零B.此时球A的速度也为零C.球B在最高点时,杆对水平轴的作用力为1.5mgD.球B转到最低点时,其速度为

网友回答

C
解析分析:球B运动到最高点时,球B对杆无作用力,由重力提供向心力,由牛顿第二定律求出速度.A、B绕同一轴转动,角速度相同,由v=ωr分析A球的速度.根据牛顿第二定律求出杆对A球的作用力,再分析杆对水平轴的作用力.球B从最高转到最低点过程中,系统机械能守恒,求出球B转到最低点时的速度.

解答:A、由牛顿第二定律得:mg=m,得到球B在最高点时速度vB′=.故A错误.
??? B、由v=ωr,ω相同,得到此时球A的速度为vA′=.故B错误.
??? C、球B在最高点时,A在最低点,以A为研究对象,由牛顿第二定律得
???????? F-mg=m?? 代入解得F=1.5mg
????? ?则杆对水平轴的作用力为1.5mg.故C正确.
??? D、球B从最高转到最低点过程中,以O点参考,根据系统机械能守恒得
????? mg?2L-mgL++=mgL-mg?2L++,又vB=2vA
代入解得vB=.故D错误.
故选C

点评:本题是机械能守恒定律与牛顿第二定律、圆周运动知识的综合应用,比较复杂.
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