Question

【題目】如圖所示，一長(zhǎng)為2L的輕桿中央有一光滑的小孔O，兩端各固定質(zhì)量分別為m和2m的兩小球，光滑的鐵釘穿過(guò)小孔垂直釘在豎直的墻壁上，將輕桿由水平位置靜止釋放，轉(zhuǎn)到豎直位置，在轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中，忽略空氣的阻力．下列說(shuō)法正確的是(　　 )

A. 在豎直位置兩球的速度大小均為

B. 桿豎直位置時(shí)對(duì)m球的作用力向上，大小為

C. 桿豎直位置時(shí)鐵釘對(duì)桿的作用力向上，大小為

D. 由于忽略一切摩擦阻力，根據(jù)機(jī)械能守恒，桿一定能繞鐵釘做完整的圓周運(yùn)動(dòng)

Answer 1

【答案】BC

【解析】將輕桿從水平位置由靜止釋放，轉(zhuǎn)到豎直位置時(shí)，兩球的速度大小相等，設(shè)為v，根據(jù)系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，得，解得 ．故A錯(cuò)誤．
桿轉(zhuǎn)到豎直位置時(shí)，對(duì)m球： ，解得，N=mg，方向向上，故B正確；桿轉(zhuǎn)到豎直位置時(shí)，對(duì)2m球： ，解得， ，所以鐵釘對(duì)桿的作用力向上，大小為N+N′=mg，故C正確；由機(jī)械能守恒定律分析得知，當(dāng)系統(tǒng)順時(shí)針轉(zhuǎn)到水平位置時(shí)速度為零，然后再逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，不可能做完整的圓周運(yùn)動(dòng)．故D錯(cuò)誤．故選BC.