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利用物理模型对问题进行分析,是重要的科学思维方法。
如图所示,长为L的均匀细杆的一端固定一个小球,另一端可绕垂直于杆的光滑水平轴O转动。已知小球质量为m1,杆的质量为m2。小球可视为质点。
(1)若杆的质量与小球质量相比可以忽略。把杆拉到水平位置后,将小球无初速度释放。
a.当杆转动至与水平方向成θ角时(θ<90°),求小球的角速度ω。
b.若只增加杆的长度,小球由静止开始运动到最低点的过程中,所用时间是变长还是变短,通过分析定性说明。
(2)若杆的质量与小球质量相比不能忽略。已知杆在绕O点转动时,其动能的表达式为Ek=
1
6
m
α
ω
β
L
γ

a.请你利用单位制的知识,判断α、β、γ的数值。
b.把杆拉到水平位置后,将小球无初速度释放,当杆转动至与水平方向成θ角时(θ<90°),求小球的角速度ω'。

【答案】(1)a、小球的角速度ω为
2
gsinθ
L

b、只增加杆的长度,小球由静止开始运动到最低点的过程中,所用时间变长;
(2)a、α为1,β为2,γ为2;
b、小球的角速度ω'为
6
m
1
+
3
m
2
gsinθ
3
m
1
+
m
2
L
【解答】
【点评】
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发布:2024/4/23 12:26:7组卷:91引用:2难度:0.5
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