问题 填空题

如图所示,OB杆长L,质量不计,在竖直平面内绕O轴转动.杆上每隔

L
2
处依次固定A、B两个小球,每个小球的质量均为m.已知重力加速度为g.使棒从图示的水平位置静止释放,当OB杆转到竖直位置时小球B的动能为______,小球A的机械能的变化量为______.

答案

在转动过程中,A、B两球的角速度相同,设A球的速度为vA,B球的速度为vB,则有

vA=

1
2
vB    ①

以A、B和杆组成的系统机械能守恒,由机械能守恒定律,并选最低点为零势能参考平面,则有

E1=mg•L+mg•L=2mgL,

E2=mg

L
2
+
1
2
m
v2A
+
1
2
m
v2B

即2mgL=mg

L
2
+
1
2
m
v2A
+
1
2
m
v2B
    ②

①②两式结合可以求出

vA=

3
5
gL

VB=2

3
5
gL

小球B的动能为:EKB=

1
2
m
v2B
=
6
5
mgL

小球A的机械能变化量为:EKA=mg•

L
2
+
1
2
m
v2A
-mgL=-
1
5
mgL

故答案为:

6
5
mgL,-
1
5
mgL

单项选择题
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