Question

如圖所示，B是質(zhì)量為2m、半徑為R的光滑半球形碗，放在光滑的水平桌面上。A是質(zhì)量為m的細(xì)長(zhǎng)直桿，光滑套管D被固定在豎直方向，A可以自由上下運(yùn)動(dòng)，物塊C的質(zhì)量為m，緊靠半球形碗放置。初始時(shí)，A桿被握住，使其下端正好與碗的半球面的上邊緣接觸（如圖）。然后從靜止開始釋放A，A、B、C便開始運(yùn)動(dòng)，求：

（1）長(zhǎng)直桿的下端第一次運(yùn)動(dòng)到碗內(nèi)的最低點(diǎn)時(shí)，B、C水平方向的速度各為多大？

（2）運(yùn)動(dòng)過程中，長(zhǎng)直桿的下端能上升到的最高點(diǎn)距離半球形碗內(nèi)底部的高度。

（3）從靜止釋放A到長(zhǎng)直桿的下端，又上升到距碗底有最大高度的過程中，C物體對(duì)B物體做的功。

Answer 1

（1）v_B＝v_C＝；（2）h＝R（3）W＝－mgR

解析:

（1）此時(shí)v_B＝v_C，由機(jī)械能守恒得：mgR＝´3mv_B²，即v_B＝v_C＝，

（2）此時(shí)直桿豎直方向速度為零，由機(jī)械能守恒得：mgh＝´2mv_B²，h＝R，

（3）W＝－mv_C²＝－mgR，