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如图4-2-17所示,轻质细杆竖直位于相互垂直的光滑墙壁和光滑地板交界处,质量均为m的两个小球A与B固定在长度为L的轻质细杆两端,小球半径远小于杆长,小球A位于墙角处.若突然发生微小的扰动使杆沿同一竖直面无初速倒下,不计空气阻力,杆与竖直方向成α角(α<arccos)时,求:

图4-2-17

(1)球B的速度大小;

(2)球A对墙的弹力大小.

解析:(1)如图所示,杆以球A为圆心、杆长L为半径做圆周运动,当杆与竖直方向成α角时,球B的速度大小为v,由机械能守恒定律得:mv2=mgL(1-cosα),得v=.

(2)对球B受力分析及应用牛顿第二定律得mgcosα-N=,设杆对小球A的弹力为N′,小球A对墙的弹力大小为N1,则N=N′,N1=N′sinα,解得球A对墙的弹力为N1=mg(3cosα-2)sinα.当α≥arccos时,小球A离开墙角.

答案:(1)v=  (2)mg(3cosα-2)sinα


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两根轻绳把一根细棒悬挂起来呈静止状态,如图4-2-17所示.试在图中画出重心的位置.

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4-2-17

A.当线圈1输入电压为220 V时,线圈2输出电压为110 V

B.当线圈1输入电压为220 V时,线圈2输出电压为55 V

C.当线圈2输入电压为110 V时,线圈1输出电压为220 V

D.当线圈2输入电压为110 V时,线圈1输出电压为110 V

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图4-2-17

(1)当人刚摆到最低点A且处于下蹲状态时,绳子中的拉力为多少?

(2)人保持直立状态到达另一方最高点C时,绳子与竖直方向的夹角α为多大?(用反三角函数表示)

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图4-2-17

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