Question

物理机械能问题

如图所示，在两个质量分别为m和2m的小球A和B之间，用一根长为L的轻杆连接，两小球可绕 穿过轻杆中心O的水平轴无摩擦转动．现让轻杆处于水平位置，然后无初速释放，这时B向下A 向上，杆发生转动，在杆由水平转至竖直的过程中
我想问杠对这两个球可能施加什么力?它对球施加的力的方向不是都与球运动方向垂直么。。这样不就不做功了么但如果不做功显然与题目条件不符〒_〒

Answer 1

分析：杆不是“绳子”类，杆对小球的作用力方向可以沿着杆，也可垂直杆，也可沿其他方向。

在本题中，杆对质量较小的A球的作用力FA　、杆对质量较大的B球的作用力 FB 方向大致如下图。

杆对A球的力做正功，杆对B球的力做负功；A球的重力做负功，B球的重力做正功。

在整个系统（两球和杆）的运动过程中，杆对A球的力做正功数值与杆对B球的力做负功的数值的代数和等于0，所以系统的机械能守恒。（单个球的机械能不守恒）

追问

请问一下杠可以产生的力除了拉力支持力摩擦力还有么

追答

没有了。

追问

喔喔原来这样之前没看到图懂了√

Answer 2

这是系统（包括地球在内的）的机械能守恒问题。

杆对球的作用力不一定总是跟杆 垂直，很明显，当2球连线竖直时，杆对球的作用力是沿着杆的方向。

杆对A和B都做功，并且很容易证明，对A做正功，对B做负功，但是总功为零（功的代数和为零）。

追问

杠对球不是只能产生拉力和支持力么。。那作用力和球运动方向垂直啊

追答

撬杠撬动物体，对物体的弹力既不沿着杠，也不垂直于杠。这说明杆对物体的作用力方向并不是只有两个可能方向啊。

在这个例子中，刚释放时，杆对A有向上的作用力，对B也是向上的，所以对A做正功同时对B做负功。

追问

喔√大概懂了谢谢了呢

Answer 3

首先这一题的前提条件是斜面是光滑的，由机械能守恒，第一有
mgh=1/2mv^2
第二次有
mgH=1/2(2v)^2
,两式联立解得:
H=4h
回答完毕，望有所帮助！