如图所示轻杆长3L,杆两端分别固定质量为m的A球和质量为3m的B球,杆上距A球为L处的O点安装在水平转轴上,杆在转轴带动

如图所示轻杆长3L,杆两端分别固定质量为m的A球和质量为3m的B球,杆上距A球为L处的O点安装在水平转轴上,杆在转轴带动下在竖直面内转动
(1)若杆处于图示竖直位置时,杆转动的角速度为ω0=
g
L
,水平转轴对杆的作用力有多大?
(2)当杆转动的角速度ω为多大时,杆处于某竖直位置时水平转轴可以刚好不受力作用?
水中空气 1年前 已收到1个回答 举报

young67 幼苗

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解题思路:(1)分别对A、B两球分析,根据牛顿第二定律求出杆子对小球的作用力,从而得出球对杆子的作用力,得出水平转轴对杆的作用力.
(2)杆对两球的作用力大小相等、方向相反,轴才不受力.根据分析可知,此时A球应在下方,B球应在上方,分别对AB根据向心力公式列式即可求解;

(1)对A球,根据牛顿第二定律得,F1+mg=mLω02,
解得F1=0,
对B球,根据牛顿第二定律得,F2−3mg=3m•2Lω02,
解得F2=9mg.
则水平转轴对杆的作用力为9mg.
(2)杆对两球的作用力大小相等、方向相反,轴才不受力.根据分析可知,
此时A球应在下方,B球应在上方,由此得,
对B球:3mg+T=3mω•2L
对A球:T-mg=m•ω2•L
解得:ω=

4g
5L.
答:(1)水平转轴对杆的作用力为9mg.
(2)当杆转动的角速度ω为

4g
5L时,杆处于某竖直位置时水平转轴可以刚好不受力作用.

点评:
本题考点: 向心力.

考点点评: 本题关键要对两球分别受力分析,找出其向心力来源,根据牛顿第二定律列式求解;

1年前

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