问题 多选题

质量不计的直角形支架两端分别连接质量为m和2m的小球A和B.支架的两直角边长度分别为2l和l,支架可绕固定轴O在竖直平面内无摩擦转动,如图所示.开始时OA边处于水平位置,由静止释放,则(  )

A.A球的最大速度为

2
3
6(
2-1)gl

B.A球的速度最大时,两小球的总重力势能为零

C.AB两球的最大速度之比v1:v2=2:1

D.A球的速度最大时两直角边与竖直方向的夹角为45°

答案

根据题意知两球的角速度相同,线速度之比为VA:VB=ω•2l:ω•l=2:1,故C正确;

由机械能守恒可知,A球的速度最大时,两小球的总重力势能不为零,所以B错误;

当OA与竖直方向的夹角为θ时,由机械能守恒得:

mg•2lcosθ-2mg•l(1-sinθ)=

1
2
mvA2+
1
2
•2mvB2

解得:vA2=

8
3
gl(sinθ+cosθ)-
8
3
gl

由数学知识知,当θ=45°时,sinθ+cosθ有最大值,故选项D是正确的;

最大值为:vA=

2
3
6(
2-1)
gl
,故A正确;

故选ACD.

解答题
单项选择题