问题
问答题
如图所示,半径为r,质量不计的圆盘与地面垂直,圆心处有一个垂直盘面的光滑水平固定轴O,在盘的最右边缘固定一个质量为m的小球A,在O点的正下方离O点r/2处固定一个质量也为m的小球B.放开盘让其自由转动,问:
(1)A球转到最低点时的线速度是多少?
(2)在转动过程中半径OA向左偏离竖直方向的最大角度是多少?

答案
(1)该系统在自由转动过程中,只有重力做功,机械能守恒.设A球转到最低点时的线速度为VA,
B球的速度为VB,则据机械能守恒定律可得:
mgr-
=mgr 2
+m v 2A 2 m v 2B 2
据圆周运动的知识可知:VA=2VB
由上述二式可求得VA=4gr 5
答:A球转到最低点时的线速度为
.4gr 5
(2)设在转动过程中半径OA向左偏离竖直方向的最大角度是θ(如图所示),
则据机械能守恒定律可得:
mgr.cosθ-
=0 mgr(1+sinθ) 2
求得θ=sin-1
. 3 5
答:向左偏离竖直方向的最大角度θ=sin-1
.3 5