Question

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

A. 在豎直位置兩球的速度大小均為

B. 桿豎直位置時對m球的作用力向上，大小為

C. 桿豎直位置時鐵釘對桿的作用力向上，大小為

D. 由于忽略一切摩擦阻力，根據機械能守恒，桿一定能繞鐵釘做完整的圓周運動

Answer 1

【答案】BC

【解析】將輕桿從水平位置由靜止釋放，轉到豎直位置時，兩球的速度大小相等，設為v，根據系統的機械能守恒，得，解得 ．故A錯誤．
桿轉到豎直位置時，對m球： ，解得，N=mg，方向向上，故B正確；桿轉到豎直位置時，對2m球： ，解得， ，所以鐵釘對桿的作用力向上，大小為N+N′=mg，故C正確；由機械能守恒定律分析得知，當系統順時針轉到水平位置時速度為零，然后再逆時針轉動，不可能做完整的圓周運動．故D錯誤．故選BC.