1.如图所示,轻杆长为3L,在杆的A、B两端分别固定质量均为m的球A和球B,杆上距球A为L处的点O装在光滑的水平转动轴上,杆和球在竖直面内转动,已知球B运动到最高点时,球B对杆恰好无作用力.求:(1)球B在最高点时,杆对水平轴的作用力大小.(2)球B转到最低点时,球A和球B对杆的作用力分别是多大
解:(1)球B在最高点时速度为v0,有,得
此时球A的速度为,设此时杆对球A的作用力为FA,则,A球对杆的作用力为
水平轴对杆的作用力与A球对杆的作用力平衡,再据牛顿第三定律知,杆对水平轴的作用力大小为F0=1
(2)设球B在最低点时的速度为,取O点为参考平面,据机械能守恒定律有解得
对A球有解得杆对A球的作用力
对B球有解得杆对B球的作用力
据牛顿第三定律可知:A球对杆的作用力大小为0
3mg,方向向上;B对杆的作用力大小为3
6mg,方向向下.2.如图所示,一条不可伸长的轻绳长为L,一端用手握住,另一端系一质量为m的小球.今使手握的一端在水平桌面上做半径为R、角速度为的匀速度圆周运动,且使绳始终与半径为R的圆相切,小球也将在同一水平内做匀速圆周运动,若人手做功的功率为P,求:(1)小球做匀速圆周运动的线速度大小;(2)小球在运动过程中受到的摩擦力的大小.22.解:(1)小球轨道半径为,小球角速度与手转动角速度相同,小球线速度为.(2)人手对绳做功的功率等于小球克服摩擦力做功的功率,即,所以3.如图所示,静止在光滑水平面上的小车质量为M=20kg.从水枪中喷出的水柱的横截面积为S=10cm2,速度为v=10m/s,水的密度为=1
0×103kg/m3.若用水枪喷出的水从车后沿水平方向冲击小车的前壁,且冲击到小车前壁的水全部沿前壁流进小车中.当有质量为m=5kg的水进入小车时,试求:(1)小车的速度大小;(2)小车的加速度大小.解:(1)流进小车的水与小车组成的系