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)=
mvA2+1 2
•2mvB21 2
解得:vA2=
gl(sinθ+cosθ)-8 3
gl8 3
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
,故A正确;6(
gl2-1)
故选ACD.