Question

3．如图所示，长为L的轻杆OA的O端用铰链固定，轻杆靠在半径为R的半圆柱体上，接触点为B，某时刻杆与水平方向的夹角为θ，半圆柱体向右运动的速度为v，则此时A点的速度大小为（　　）

• A． $\frac{vLtanθ}{R}$
• B． $\frac{vLsi{n}^{2}θ}{Rcosθ}$
• C． $\frac{vLta{n}^{2}θ}{R}$
• D． $\frac{vLtanθ}{Rcosθ}$

Answer 1

分析 将物块的速度分解为沿杆子方向和垂直于杆子方向，在垂直于杆子方向上的速度等于B点绕O转动的线速度，根据v=rω可求出杆转动的角速度，再根据杆的角速度和A的转动半径可以求出A的线速度大小．

解答 解：如图所示

根据运动的合成与分解可知，接触点B的实际运动为合运动，可将B点运动的速度v_B=v沿垂直于杆和沿杆的方向分解成v₂和v₁，其中v₂=v_Bsinθ=vsinθ为B点做圆周运动的线速度，v₁=v_Bcosθ为B点沿杆运动的速度．当杆与水平方向夹角为θ时，OB=$\frac{h}{sinθ}$，
由于B点的线速度为v₂=vsinθ=OBω，所以ω=$\frac{vsinθ}{OB}$=$\frac{vsi{n}^{2}θ}{h}$，
依据几何关系，h=Rcosθ，所以A的线速度v_A=Lω=$\frac{Lvsi{n}^{2}θ}{Rcosθ}$，故B正确，ACD错误．
故选：B．

点评 解决本题的关键会根据平行四边形定则对速度进行分解，木块速度在垂直于杆子方向的分速度等于B点转动的线速度．