物理 如图所示,一根质量为m长度为l的刚性均匀细棒可以绕通过棒的端点?

kuaidi.ping-jia.net  作者:佚名   更新日期:2024-05-07
一根质量为m、长度为l的均匀细棒,可绕通过其A端的水平轴在竖直平面内自由摆动,求:

一根质量为m、长度为l的均匀细棒,可绕通过其A端的水平轴在竖直平面内自由摆动,求:

(1)细棒在竖直位置和水平位置时的角加速度β;

(2)若棒从θ角位置开始静止释放,摆至水平位置时的角速度w。
解:
(1)竖直位置时,外力矩为0,角加速度为0;
水平位置:力矩mgL/2= Jβ,β=mgL/2J,代入 J= mL²/3,解得 β=3g/2L。
(2)θ为细棒和竖直方向夹角,由机械能守恒:
mgL(1-cosθ)/2= Jω²/2
解得 ω=√3g(1-cosθ)/L

杆在水平位置的重力势能转换为动能:MgL/2=0.5MV*V
杆与小滑块碰撞利用动能定理:0.5MV*V=0.5mv*v
即:MgL/2=0.5mv*v,求出v
再者 杆的质心在杆的中心位置当与滑块碰撞的时候相当于两个力相互作用 最后保持静止而不转动 说明两者的力矩应当一致,所以滑块的位置应该在杆的质心位置,即x=0.5L

,根据恒力f与重力的相互关系,可知细棒在做匀速转动,所以恒力f所做的功等于吸细棒。的重力势能增大。因此正确答案为b