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关键字: | 时间:2025-11-06 04:18 | 人浏览

【答案】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,杆和球在竖直面内转动,已知球B运动到最高点时,球B对杆恰好无作用力.

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,杆和球在竖直面内转动,已知球B运动到最高点时,球B对杆恰好无作用力.

求:

(1)球B在最高点时,杆对A球的作用力大小.

(2)若球B转到最低点时B的速度vB= ,杆对球A和球B的作用力分别是多大?A球对杆的作用力方向如何?

【答案】

(1)

解:球B在最高点时速度为v0,有 ,

得: .

因为A、B两球的角速度相等,根据v=rω知,此时球A的速度为:

设此时杆对球A的作用力为FA,则 FA﹣mg=m

解得:FA=1.5mg

(2)

解:若球B转到最低点时B的速度vB= ,则对B球得:

解得:FB=3.6mg

此时A球的速度 vA= vB= ,则

则杆对A球作用力的方向向下,牛顿第三定律得,A球对杆作用力的方向向上.

由牛顿第二定律得:

解得:FA=0.3mg

【解析】

(1)抓住B球在最高点对杆子的作用力为零,结合牛顿第二定律求出B球的速度,根据A、B角速度相等,得出A、B的线速度关系,从而对A分析,根据牛顿第二定律求出杆子对A的作用力大小.(2)再根据牛顿第二定律求出杆对两球的作用力的大小和方向.并确定出A球对杆的作用力方向.

【考点精析】根据题目的已知条件,利用牛顿第三定律和向心力的相关知识可以得到问题的答案,需要掌握牛顿第三运动定律指出了两物体之间的作用是相互的,因而力总是成对出现的,它们总是同时产生,同时消失;作用力和反作用力总是同种性质的力;作用力和反作用力分别作用在两个不同的物体上,各产生其效果,不可叠加;向心力总是指向圆心,产生向心加速度,向心力只改变线速度的方向,不改变速度的大小;向心力是根据力的效果命名的.在分析做圆周运动的质点受力情况时,千万不可在物体受力之外再添加一个向心力.

答案有错

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