质量为m,长为2l的均质细杆初始位于水平位置,如图所示。A端脱落后,杆绕轴B转动,当杆转到铅垂位置时,AB杆角加速度的大小为:
A 、0
B 、3g/4|
C 、3g/2|
D 、6g/l
【正确答案:A】
根据机械能守恒定律,在等式两边对初始和最终时刻的两种情形列出动能和势能,再求解即可得到答案。
杆位于铅垂位置时有对B点有转动惯量JB*角加速度α=M=0故α=0;
而角速度可由动能定理1/2*JB*ω²=mgl;得ω²=3g/2l;
质心加速度,x轴方向为ax=0,y轴方向为ay=lω²;
根据质心运动定理有,max=FBX may=FBY-mg
B点的约束力FBX=0(B点在x轴方向的力) FBY=5mg/2(B点在y轴方向的力)
因为F与L成线性关系,所以可以把质量等效到杆的中点,此时杆的向心力=mLω^2/2,L=2l
不用积分,
B点约束力=自重+向心力
即可得到答案。