Question

一根長(zhǎng)為L(zhǎng)、質(zhì)量不計(jì)的硬桿OA，桿的中點(diǎn)C及A端各固定一個(gè)質(zhì)量均為m的小球，桿、球系統(tǒng)可在豎直平面內(nèi)繞O端的水平軸轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖所示.若開始時(shí)桿處于水平位置，并由靜止釋放，當(dāng)該系統(tǒng)在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中通過豎直位置時(shí)，A端小球的速度為多大？中點(diǎn)小球的機(jī)械能比在水平位置時(shí)減少了多少？

Answer 1

   

試題分析：在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，A、C兩球的角速度相同，設(shè)A球的速度為，C球的速度為，則有
　　

于是有：     ①
以A、C和桿組成的系統(tǒng)中，只有重力勢(shì)能和動(dòng)能相互轉(zhuǎn)化，機(jī)械能守恒，由機(jī)械能守恒定律，并選最低點(diǎn)為零勢(shì)能參考平面，則有


即            ②
由①②兩式聯(lián)立解得：　　
中點(diǎn)小球C的機(jī)械能減少量為