輕桿AB長(zhǎng)2L,A端連在固定軸上,B端固定一個(gè)質(zhì)量為2m的小球,中點(diǎn)C固定一個(gè)質(zhì)量為m的小球,AB桿可以繞A端在豎直平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng),現(xiàn)將桿置于水平位置,如圖所示,然后由靜止釋放,不計(jì)各處摩擦與空氣阻力,試求:

(1)AB桿轉(zhuǎn)到豎直位置時(shí),角速度ω多大?
(2)AB桿轉(zhuǎn)到豎直位置的過(guò)程中,B端小球的機(jī)械能增量多大?
【答案】分析:小球A、B系統(tǒng)中,只有重力勢(shì)能和動(dòng)能相互轉(zhuǎn)化,機(jī)械能守恒,根據(jù)機(jī)械能守恒定律列式求解.在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中,A、B兩球的角速度相同,據(jù)此先求出兩者的速度關(guān)系,然后再求出其角速度和動(dòng)能的變化,機(jī)械能的變化.
解答:解:(1)在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中,A、B兩球的角速度相同,設(shè)C球的速度為vC,B球的速度為vB,則有
vC=vB   
以A、B和桿組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒,由機(jī)械能守恒定律,并選最低點(diǎn)為零勢(shì)能參考平面,則有
E1=mg?L+2mg?2L=5mgL,

又E1=E 2
以上四式聯(lián)立可以求出:
由公式:vB=ω?2L
解得:
(2)B端小球的機(jī)械能增量:
答:AB桿轉(zhuǎn)到豎直位置時(shí),角速度;B端小球的機(jī)械能增量
點(diǎn)評(píng):本題關(guān)鍵是系統(tǒng)內(nèi)部只有重力勢(shì)能和動(dòng)能相互轉(zhuǎn)化,機(jī)械能守恒,根據(jù)守恒定律列方程求解出速度和角速度,再計(jì)算機(jī)械能的變化量.
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輕桿AB長(zhǎng)2L,A端連在固定軸上,B端固定一個(gè)質(zhì)量為2m的小球,中點(diǎn)C固定一個(gè)質(zhì)量為m的小球,AB桿可以繞A端在豎直平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng),現(xiàn)將桿置于水平位置,如圖所示,然后由靜止釋放,不計(jì)各處摩擦與空氣阻力,試求:

(1)AB桿轉(zhuǎn)到豎直位置時(shí),角速度ω多大?
(2)AB桿轉(zhuǎn)到豎直位置的過(guò)程中,B端小球的機(jī)械能增量多大?

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(1)AB桿轉(zhuǎn)到豎直位置瞬間,角速度ω為多大?

(2)AB桿轉(zhuǎn)到豎直位置的過(guò)程中,B端小球的機(jī)械能增量為多大?

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(1) 小球的速度大小;   

(2) 電阻R的電功率。

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輕桿AB長(zhǎng)2L,A端連在固定軸上,B端固定一個(gè)質(zhì)量為2m的小球,中點(diǎn)C固定一個(gè)質(zhì)量為m的小球,AB桿可以繞A端在豎直平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng),現(xiàn)將桿置于水平位置,如圖所示,然后由靜止釋放,不計(jì)各處摩擦與空氣阻力,試求:

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