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如图所示,一根长为l的轻质直杆,可绕光滑转轴O自由转动,在其中点、上端分别固定质...

如图所示,一根长为l的轻质直杆,可绕光滑转轴O自由转动,在其中点、上端分别固定质量均为m的小球B、A,小球A用水平绳系住,使杆与水平面成53°角.
(1)当小球A用水平绳系住时,求杆对小球A的作用力的大小时,某同学解答如下:设杆对小球的作用力的大小为F,对小球受力分析,小球受到重力、绳的水平拉力,及沿杆方向的弹力,因小球受共点力作用平衡,由F=0,求得杆对球的作用力,由此所得结果是否正确?若正确,请求出结果;若不正确,请说明理由并给出正确的解答.
(2)当释放绳子时,求小球A将要到地面时的速度大小.

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(1)杆的弹力与杆不一定平行,对A球受力分析,根据平衡条件列式;对杆和两个小球整体运用力矩平衡条件列式;最后联立求解即可; (2)杆和两个小球系统机械能守恒,根据系统机械能定律列式求解即可. 【解析】 (1)不正确,因杆对小球的作用力不是沿杆方向; 设杆对小球的作用力在水平方向分量为Fx,竖直方向为Fy 绳对小球的拉力为T,则 Fy=mg ① Fx=T ② 对小球及杆整体,以O为转动轴,由力矩平衡条件得 ③ 由③式得,所以杆对小球的作用力大小为; (2)由机械能守恒,设小球A的速度为v1,小球B的速度为v2; v1=2v2 由④⑤得,所以A的速度为:; 答:(1)由此所得结果不正确,杆对小球A的作用力的大小为; (2)当释放绳子时,小球A将要到地面时的速度大小为.
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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