练习册

  • 练习册
  • 试题
    精英家教网 > 高中物理 > 题目详情

    轻杆长2L，中点装在水平轴O点，两端分别固定着小球A和B，A球质量为m，B球质量为2m，小球的尺寸大小忽略不计，杆在竖直平面内做圆周运动．

    (1)当杆以某一速度绕O转动时，A球在最高点(如图所示)，此时杆OA恰好不受力，求此时O轴的受力大小和方向．

    (2)保持上一问中的速度，B球运动到最高点时，求O轴的受力大小和方向．

    (3)在杆的转速逐渐变化的过程中，能否出现O轴不受力的情况？此时A和B的状态各如何？

    答案：略
    解析：

    (1)A球在最高点时OA恰好不受力，说明A球的重力提供向心力，有

    ，

    B球在最低点受到竖直向下的重力2mg和杆对其向上的拉力T，根据牛顿第二定律有

    联立①②两式解得

    T=4mg．

    根据牛顿第三定律，球对OB杆的拉力，杆对O轴的作用力大小为4mg，方向竖直向下．

    (2)B球在最高点，由①式得．对B球受力分析，根据牛顿第二定律有，得，此时OB杆恰好不受力．A球在最低点受到竖直向下的重力mg和杆向上的拉力．根据牛顿第二定律有，得．同理，根据牛顿第三定律得知此时O轴受力大小为2mg，方向竖直向下．

    要使O轴不受力，由于，所以B球应在最上端，A球在最下端．设O轴不受力时球的速度为，对A球，，

    因为方向向上，所以B球受杆的作用力的方向必向下．

    对B球：，

    O轴不受力时有，即

    ．

    从而解得，．

    即当A、B两球以角速度转动时，当转到B球在最上端，A球在最下端时，O轴不受力．

    　　由于杆的中点装在过O点的水平轴上，所以杆不能作为一个整体来考虑，而应分成OA和OB两部分，O轴受力应是OA和OB两部分杆对O点作用的合力．分别选取A、B两球为研究对象，正确受力分析，求出A、B球受杆的作用力，再根据牛顿第三定律，求出两杆的作用力即可知道O轴的受力情况．

    　　本题综合性较高，着重对基础知识的分析能力的考查，对A、B两球正确的受力分析，应用牛顿运动定律求出杆的受力情况是解题的基础．而正确分析出O轴受力应是两部分杆作用力的合力及O轴不受力的条件则是解答本题的关键．


    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
    高一 高一免费课程推荐！ 初一 初一免费课程推荐！
    高二 高二免费课程推荐！ 初二 初二免费课程推荐！
    高三 高三免费课程推荐！ 初三 初三免费课程推荐！
    相关习题

    科目：高中物理 来源： 题型：

    如图所示，轻杆长2l，中点装在水平轴O点，两端分别固定着小球A和B，A球质量为m，B球
    的质量为2m，两者一起在竖直平面内绕转轴做圆周运动，转轴O点处无摩擦．
    （1）若A球在最高点时，杆A端恰好不受力，此时O轴受到弹力大小和方向如何？
    （2）若B球到最高点时的速度大小等于第（1）问中A球到达最高点时的速度，则B球运动到最高点时，O轴的受力大小和方向又如何？
    （3）在杆转到竖直位置时，能否出现O轴不受力的情况？通过计算说明．若能，求出此时A、B的速度大小各是多少？

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：

    如图所示，轻杆长2l，中点装在水平轴O点，两端分别固定着小球A和B，A球质量为m，B球质量为2m，两者一起在竖直平面内绕O轴做圆周运动．若B球运动到最高点时的速度等于
    		3gl
    ，则此时O轴的受力大小为
    0
    0
    （g为重力加速度）

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：

    精英家教网如图所示，轻杆长2l，中点装在水平轴O点，两端分别固定着小球A和B，A球质量为m，B球质量为2m，两者一起在竖直平面内绕O轴做圆周运动．
    （1）若A球在最高点时，杆A端恰好不受力，求此时杆对B球的拉力的大小；
    （2）若B球到最高点时的速度等于第（1）小题中A球到达最高点时的速度，则B球运动到最高点时，O轴的受力大小和方向又将如何？
    （3）在杆的转速逐渐变化的过程中，能否出现O轴不受力的情况？若不能，请说明理由；若能，则求出此时A、B球的速度大小．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源：2010年河南省郑州外国语学校高一下学期期中考试物理试题 题型：计算题

    （10分）如图所示，轻杆长2L，中点装在水平轴O点，两端分别固定着小球A和B，A球质量为m，B球质量为2m，两者一起在竖直平面内绕O轴做圆周运动。

    （1）若A球在最高点时，杆A端恰好不受力，求此时O轴的受力大小和方向；
    （2）若B球到最高点时的速度等于第（1）小问中A球到达最高点时的速度，则B球运动到最高点时，O轴的受力大小和方向又如何？

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源：2010年河南省郑州外国语学校高一下学期期中考试物理试题 题型：计算题

    （10分）如图所示，轻杆长2L，中点装在水平轴O点，两端分别固定着小球A和B，A球质量为m，B球质量为2m，两者一起在竖直平面内绕O轴做圆周运动。

    （1）若A球在最高点时，杆A端恰好不受力，求此时O轴的受力大小和方向；

    （2）若B球到最高点时的速度等于第（1）小问中A球到达最高点时的速度，则B球运动到最高点时，O轴的受力大小和方向又如何？

     

    查看答案和解析>>

    同步练习册答案