(15分)如图所示,V形细杆AOB能绕其对称轴OO′转动,OO′沿竖直方向,V形杆的两臂与转轴间的夹角均为α=45°。两质量均为m=0.1kg的小环,分别套在V形杆的两臂上,并用长为l=1.2m、能承受最大拉力Fmax=4.5N的轻质细线连结,环与臂间的最大静摩擦力等于两者间弹力的0.2倍。当杆以角速度ω转到时,细线始终处于水平状态,取g=10m/s2。
(1)求杆转动角速度的最小值;
(2)将杆的角速度从(1)问中求得的最小值开始缓慢增大,直到细线断裂,求细线断裂时转动的角速度;
(3)求角速度从增大到
的过程中杆对每个环所做的功。
(1)
(2)
(3)W=1.6J
(1)角速度最小时,沿杆向上,则
………………①
………………②
……………………③
………………④
(2)当小环有上滑趋势,细线拉力达到最大时,杆转动的角速度最大,
………………⑤
………………⑥
………………⑦
(3) ………………⑧
W="1.6J " ………………⑨
评分标准:①②③⑤⑥⑧式各2分,④⑦⑨式各1分