如圖所示，長為l的輕桿AC可繞A端在豎直平面內(nèi)無摩擦地轉動，在C端和桿上的B處(AB＝)各固定有質(zhì)量均為m的小球，現(xiàn)將桿拉到水平位置后從靜止釋放，求桿的C端到達最低位置時的速度和這一過程中桿的BC段對C球所做的功．

 

答案：
解析：

解析：B、C兩球在運動過程中，桿的BC段分別要對它們做功，所以單獨對B或C球來說機械能不守恒，但對B、C兩球組成的系統(tǒng)來說只有兩小球受的重力做功，故系統(tǒng)的機械能守恒．在桿轉動的過程中，系統(tǒng)減少的勢能轉化為其增加的動能．即mgl＋mgl＝mνB2＋mνc2，由于二者的角速度相等，故還有νB：νc＝2：3，解以上兩式可得νc＝對C球由動能定理得WBC＋mgl＝mνc2-0所以BC段桿對C球做的功為WBC＝mνC2-mgl＝m()2-mgl-mgl＝mgl．

 


提示：

點撥：在涉及有幾個物體參與運動的過程，一般先以整體來分析，利用機械能守恒定律及相互間的制約關系求解，在確定系統(tǒng)內(nèi)作用力做功時，再將它們分開來研究．從本例解的結果可看出，單獨的B、C兩球機械能不守恒．事實上，AB桿對B球做負功，BC桿對C球做正功．

 


練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

（2004?天津模擬）如圖所示，長為l的輕桿一端固定一質(zhì)量為m的小球，另一端有固定轉軸O，桿可在豎直平面內(nèi)繞轉軸O無摩擦轉動．已知小球通過最低點Q時，速度大小為v=2
gl
，則小球的運動情況為（　�。�

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，長為L的輕桿一端固定一個小球，另一端固定在光滑水平軸上，使小球在豎直平面內(nèi)做圓周運動，設小球在過最高點A點的速度v，下列敘述中正確的是（　�。�

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，長為L的輕繩一端固定于O點，另一端系一個小球．現(xiàn)使小球在豎直平面內(nèi)做圓周運動，P是圓周軌道最高點，Q是軌道最低點．已知重力加速度為g．若小球剛好能夠通過最高點P，則以下判斷正確的是（　　）

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，長為L的輕桿兩端各連一個質(zhì)量均為m的小球（半徑可以忽略不計），以它們的中點為軸，在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運動，轉動周期為T=2π
L
g
．
求：它們通過豎直位置時，上、下兩球分別受到桿的作用力，并說明是支持力還是拉力．

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，長為L的輕桿一端固定質(zhì)量為m的小球，另一端有固定轉軸O，現(xiàn)使小球在豎直平面內(nèi)做圓周運動，P為圓周的最高點，若小球通過圓周軌道最低點時的速度大小為
9
2
gL
，忽略摩擦阻力和空氣阻力，則以下判斷正確的是（　　）
A、小球不能到達P點
B、小球到達P點時的速度大于
gL
C、小球能到達P點，且在P點受到輕桿向下的拉力
D、小球能到達P點，且在P點受到輕桿向上的支持力

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