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A和B,A球质量为m,B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A有mg=m,
对B有TOB-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+ T′OB=2m,代入(1)中的v,可得T′OB=0;
对A有T′OA-mg=m,T′OA=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)