问题 计算题

(10分)如图所示,轻杆长2L,中点装在水平轴O点,两端分别固定着小球ABA球质量为mB球质量为2m,两者一起在竖直平面内绕O轴做圆周运动。

(1)若A球在最高点时,杆A端恰好不受力,求此时O轴的受力大小和方向;

(2)若B球到最高点时的速度等于第(1)小问中A球到达最高点时的速度,则B球运动到最高点时,O轴的受力大小和方向又如何?

答案

(1)O轴所受有力大小为4mg,方向竖直向下

(2)O轴所受的力的大小为2mg,方向竖直向下

(1)A在最高点时,对Amg=m

BTOB-2mg=2m,可得TOB=4mg

根据牛顿第三定律,O轴所受有力大小为4mg,方向竖直向下  (5分)

(2)B在最高点时,对B有2mg+ TOB=2m,代入(1)中的v,可得TOB=0;

ATOA-mg=mTOA=2mg

根据牛顿第三定律,O轴所受的力的大小为2mg,方向竖直向下 (5分)

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