如图所示,一根轻质细杆的两端分别固定着A、B两只质量为m的小球,O点是一光滑水平轴,已知AO=a,BO=2a,

2025-05-01 06:28:46
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回答1:

(1)两球绕O做圆周运动,只有重力做功,系统机械能守恒,
由机械能守恒定律得:

1
2
mvA2+
1
2
mvB2+mga-mg?2a=0,
vA=ωa,vB=ω?2a,解得:vA=
2ga
5
,vB=2
2ga
5

(2)由牛顿第二定律得:
对A:mg-N1=m
v
a

对B:N2-mg=m
v
2a

解得:N1=
3
5
mg,方向竖直向上.
N2=
9
5
mg,方向竖直向上.
由牛顿第三定律可知,A球对杆的作用力大小:N1′=N1=
3
5
mg,方向竖直向下;
B球对杆的作用力大小:N2′=N2=
9
5
mg,方向竖直向下;
所以此时轻质细杆对轴O的作用力大小为:F=N1′-N2′=
3
5
mg+
9
5
mg=
12
5
mg,方向竖直向下;
答:(1)B球的速度大小为:2
2ga
5

(2)转轴O受力的大小为:
12
5
mg,方向竖直向下.