（30分）如圖所示，一根長為的細剛性輕桿的兩端分別連結(jié)小球和，它們的質(zhì)量分別為ma和 mb. 桿可繞距球為處的水平定軸在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動．初始時桿處于豎直位置．小球幾乎接觸桌面．在桿的右邊水平桌面上，緊挨著細桿放著一個質(zhì)量為m的立方體勻質(zhì)物塊，圖中ABCD為過立方體中心且與細桿共面的截面．現(xiàn)用一水平恒力F作用于球上，使之繞軸逆時針轉(zhuǎn)動，求當a轉(zhuǎn)過a 角時小球b速度的大�。O(shè)在此過程中立方體物塊沒有發(fā)生轉(zhuǎn)動，且小球b與立方體物塊始終接觸沒有分離．不計一切摩擦．

解析：

如圖所示，用表示a轉(zhuǎn)過角時球速度的大小，表示此時立方體速度的大小，則有

            （1）

由于與正立方體的接觸是光滑的，相互作用力總是沿水平方向，而且兩者在水平方向的位移相同，因此相互作用的作用力和反作用力做功大小相同，符號相反，做功的總和為0．因此在整個過程中推力所做的功應(yīng)等于球、和正立方體機械能的增量．現(xiàn)用表示此時球速度的大小，因為、角速度相同，，，所以得

      （2）

根據(jù)功能原理可知

（3）

將（1）、（2）式代入可得

解得    （4）

評分標準：本題30分．

（1）式7分，（2）式5分，（3）式15分，（4）式3分．

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源：2012-2013學年廣東省揭陽一中高一下學期第一次段考物理試卷（帶解析） 題型：單選題

如圖所示，一根長為的輕桿OA，O端用鉸鏈固定，另一端固定著一個小球A，輕桿靠在一個質(zhì)量為、高為的物塊上。若物塊與地面摩擦不計，則當物塊以速度向右運動至桿與水平方向夾角為時，小球A的線速度大小為：

A．B．
C．D．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：2013-2014黑龍江哈爾濱第九中學高二上學期期中考試物理試卷（解析版） 題型：計算題

如圖所示，一根長為的細絕緣線，上端固定，下端系一個質(zhì)量為m的帶電小球，將整個裝置放入一勻強電場，電場強度大小為E，方向水平向右，已知：當細線偏離豎直方向為θ＝370時，小球處于平衡狀態(tài)，（sin370=0.6）試求：

（1）小球帶何種電荷，帶電量為多少；

（2）如果將細線剪斷，小球經(jīng)時間t發(fā)生的位移大�。�

（3）若將小球拉至最低點無初速釋放，當小球運動到圖示位置時受到線的拉力的大小。

 

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：2013-2014山東省濟寧市高二上學期期中物理試卷（解析版） 題型：計算題

（10分）如圖所示，一根長為的細絕緣線，上端固定，下端系一個質(zhì)量為m的帶電小球，將整個裝置放入一勻強電場，電場強度大小為E，方向水平向右，已知：當細線偏離豎直方向為θ＝370時，小球處于平衡狀態(tài)，（sin370=0.6）試求：

（1）小球帶何種電荷，帶電量為多少；

（2）如果將細線剪斷，小球經(jīng)時間t發(fā)生的位移大��；

(3) 若將小球拉至最低點無初速釋放，當小球運動到圖示位置時受到線的拉力的大小。

 

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：2015屆廣東省高一下學期第一次段考物理試卷（解析版） 題型：選擇題

如圖所示，一根長為的輕桿OA，O端用鉸鏈固定，另一端固定著一個小球A，輕桿靠在一個質(zhì)量為、高為的物塊上。若物塊與地面摩擦不計，則當物塊以速度向右運動至桿與水平方向夾角為時，小球A的線速度大小為：

A．                            B．

C．                           D．

 

查看答案和解析>>

同步練習冊答案