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一根長為L、質量不計的硬桿OA,桿的中點C及A端各固定一個質量均為m的小球,桿、球系統可在豎直平面內繞O端的水平軸轉動,如圖5-9-4所示.若開始時桿處于水平位置,并由靜止釋放,當該系統在轉動過程中通過豎直位置時,A端小球的速度va為多大,中點小球的機械能比在水平位置時減少了多少?

5-9-4

解析:在轉動過程中,A、C兩球的角速度相同,設A球的速度為vA,C球的速度為vC,則有

vA=2vC                                    ①

    以A、C和桿組成的系統機械能守恒,由機械能守恒定律,并選最低點為零勢能參考平面,則有

E1=mg·L+mg·L=2mgL,E2=mg

E1=E2

    即2mgL=mg              ②

①②兩式結合可以求出vA=

VC=

    小球C的機械能減少量為

E=mg·L-(mg)=mgL.

答案:mgL

練習冊系列答案
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在一根長為L、質量不計的細桿中點和末端各連一質量為m的小球B和C,如圖所示,桿可以在豎直平面內繞固定點A轉動,將桿拉到某位置放開,末端C球擺到最低位置時,桿BC段受到的拉力剛好等于C球重力的2倍.(g=10m/s2)求:
(1)C球通過最低點時的線速度大;
(2)桿AB段此時受到的拉力大。

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精英家教網如圖所示,一根長為L,質量不計的硬桿,在中點及右端各固定一個質量為m的小球,桿可帶動小球在豎直平面內繞O點轉動.若開始時桿處于水平位置,由靜止開始釋放,當桿下落到豎直位置時,下列說法中正確的是( 。
A、B球的速率為
12gL
5
B、B球的機械能減少了
mgL
5
C、A球的機械能減少了
mgL
5
D、每個小球的機械能都不變

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如圖所示,用一根長為L、質量不計的細桿與一個上弧長為l0、下弧長為d0的金屬線框的中點聯結并懸掛于O點,懸點正下方存在一個上弧長為2l0、下弧長為2d0的方向垂直紙面向里的勻強磁場,且d0?L.先將線框拉開到如圖所示位置,松手后讓線框進入磁場,忽略空氣阻力和摩擦.下列說法正確的是(    )

A.金屬線框進入磁場時感應電流的方向為a→b→c→d→a

B.金屬線框離開磁場時感應電流的方向為a→d→c→b→a

C.金屬線框dc邊進入磁場與ab邊離開磁場的速度大小總是相等

D.金屬線框最終將在磁場內做簡諧運動

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A.金屬線框進入磁場時感應電流的方向為a→b→c→d→a

B.金屬線框離開磁場時感應電流的方向為a→d→c→b→a

C.金屬線框dc邊進入磁場與ab邊離開磁場的速度大小總是相等

D.金屬線框最終將在磁場內做簡諧運動

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