Question

【题目】如图所示，一长为2L的轻杆中央有一光滑的小孔O，两端各固定质量分别为m和2m的两小球，光滑的铁钉穿过小孔垂直钉在竖直的墙壁上，将轻杆由水平位置静止释放，转到竖直位置，在转动的过程中，忽略空气的阻力．下列说法正确的是(　　 )

A. 在竖直位置两球的速度大小均为

B. 杆竖直位置时对m球的作用力向上，大小为

C. 杆竖直位置时铁钉对杆的作用力向上，大小为

D. 由于忽略一切摩擦阻力，根据机械能守恒，杆一定能绕铁钉做完整的圆周运动

Answer 1

【答案】BC

【解析】将轻杆从水平位置由静止释放，转到竖直位置时，两球的速度大小相等，设为v，根据系统的机械能守恒，得，解得 ．故A错误．
杆转到竖直位置时，对m球： ，解得，N=mg，方向向上，故B正确；杆转到竖直位置时，对2m球： ，解得， ，所以铁钉对杆的作用力向上，大小为N+N′=mg，故C正确；由机械能守恒定律分析得知，当系统顺时针转到水平位置时速度为零，然后再逆时针转动，不可能做完整的圆周运动．故D错误．故选BC.