分析 在轉(zhuǎn)動過程中,輕桿共受三個力作用,即兩球?qū)λ淖饔昧洼S對它作用力.桿重不計,則三力合力為0.要求球?qū)U的作用力,必須先求出桿對球的作用力,結(jié)合牛頓第二定律進行求解.
解答 解:在圖示位置,設(shè)桿對A球的彈力NA 方向向上,則有
mg-NA=mω2$\frac{L}{4}$,NA=mg-mω2$\frac{L}{4}$
而桿對B球作用力NB方向一定向上,
故有 NB-2mg=mω2$\frac{3L}{4}$,NB=mω2$\frac{3L}{4}$+2mg
根據(jù)牛頓第三定律可知,兩球?qū)U的作用力大小分別與NA、NB大小相等而方向相反.
當mg-mω2$\frac{L}{4}$>0,即ω<$\sqrt{\frac{4g}{L}}$時,NA 方向向上.兩球?qū)U作用力方向均向下,
故轉(zhuǎn)軸對桿作用力 N=NA+NB=3mg+mω2$\frac{L}{2}$,方向向上.
當mg-mω2$\frac{L}{4}$=0,即ω=$\sqrt{\frac{4g}{L}}$時,NA=0,
轉(zhuǎn)軸對桿作用力 N=NB=mω2$\frac{3L}{4}$+2mg,方向向上.
當mg-mω2$\frac{L}{4}$<0,即ω>$\sqrt{\frac{4g}{L}}$時,NA 方向向下,大小為NA=mω2$\frac{L}{4}$-mg
A球?qū)U作用力方向向上,轉(zhuǎn)軸對桿作用力N=NB-NA=3mg+mω2$\frac{L}{2}$,方向向上.
答:ω<$\sqrt{\frac{4g}{L}}$時,轉(zhuǎn)軸對桿作用力為3mg+mω2$\frac{L}{2}$,方向向上;ω=$\sqrt{\frac{4g}{L}}$時,轉(zhuǎn)軸對桿作用力為mω2$\frac{3L}{4}$+2mg,方向向上;ω>$\sqrt{\frac{4g}{L}}$時,轉(zhuǎn)軸對桿作用力3mg+mω2$\frac{L}{2}$,方向向上.
點評 解決本題的關(guān)鍵知道小球做圓周運動向心力的來源,結(jié)合牛頓第二定律進行求解,以及知道桿子受兩球作用力以及轉(zhuǎn)軸的作用力三個力的合力為零.
科目:高中物理 來源: 題型:實驗題
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 大地 | B. | 太陽 | C. | 自身 | D. | 運動員 |
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 運動時間相等 | B. | 電勢能減少量之比為2:1 | ||
C. | 電荷量之比為2:1 | D. | 動能增加量之比為4:1 |
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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 將入射光由黃色換成綠色,衍射條紋間距變窄 | |
B. | 使單縫寬度變小,衍射條紋間距變窄 | |
C. | 換用波長較長的光照射,衍射條紋間距變寬 | |
D. | 增大單縫到屏的距離,衍射條紋間距變寬 |
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科目:高中物理 來源: 題型:填空題
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科目:高中物理 來源: 題型:解答題
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