问题
问答题
如图所示,质量为M的小球A固定在一根长为L的可绕O轴自由转动的轻质杆的端点,同时又通过绳跨过光滑定滑轮与质量为m的小球B相连.若将小球A由杆水平状态开始释放,且释放时小球A与定滑轮间距离忽略不计,不计摩擦,竖直绳足够长,则当杆转动到竖直位置时,小球B的速度是多大?

答案
杆转到竖直位置时,质量为A的球下落距离L,绳与竖直方向成45°角,质量为B的球上升的高度h=
L2
设此时A球、B球速度分别为vA、vB,有vA=
vB2
在整个运动过程中,由机械能守恒有:
MgL-mg
L=2
M1 2
+v 2A
m1 2 v 2B
由以上三式得出B球的速度大小为 vB=2gL M-
m2 2M+m
答:当杆转动到竖直位置时,小球B的速度是
.2gL M-
m2 2M+m