Question

1．如圖所示，一根長為L的輕桿OA，O端用鉸鏈固定，另一端固定著一個小球A，輕桿靠在一個高為h的物塊上，物塊與輕桿的接觸點(diǎn)為B．若物塊以速度v向右勻速運(yùn)動，桿與水平方向夾角為θ，則下列說法正確的是（　�。�

• A． A、B的線速度相同
• B． A、B的角速度不相同
• C． 輕桿轉(zhuǎn)動的角速度為$\frac{vLsi{n}^{2}θ}{h}$
• D． 小球A的線速度大小為$\frac{vLsi{n}^{2}θ}{h}$

Answer 1

分析 將物塊的速度分解為沿桿子方向和垂直于桿子方向，在垂直于桿子方向上的速度等于B點(diǎn)繞O轉(zhuǎn)動的線速度，根據(jù)v=rω可求出桿轉(zhuǎn)動的角速度，再根據(jù)桿的角速度和A的轉(zhuǎn)動半徑可以求出A的線速度大�。�

解答 解：如圖所示，根據(jù)運(yùn)動的合成與分解可知，接觸點(diǎn)B的實際運(yùn)動為合運(yùn)動，可將B點(diǎn)運(yùn)動的速度v_B=v沿垂直于桿和沿桿的方向分解成v₂和v₁，其中v₂=v_Bsinθ=vsinθ為B點(diǎn)做圓周運(yùn)動的線速度，v₁=v_Bcosθ為B點(diǎn)沿桿運(yùn)動的速度．當(dāng)桿與水平方向夾角為θ時，OB=$\frac{h}{sinθ}$．
A、A、B兩點(diǎn)都圍繞O點(diǎn)做圓周運(yùn)動，由于同一桿上運(yùn)動，故角速度ω相同，由于轉(zhuǎn)動半徑不一樣，故A、B的線速度不相同，故A錯誤；
B、由于A、B在同一桿上繞O點(diǎn)做圓周運(yùn)動，故A、B繞O做圓周運(yùn)動的角速度相同，故B錯誤；
C、由于B點(diǎn)的線速度為v₂=vsinθ=OBω，所以ω=$\frac{vsinθ}{OB}=\frac{vsi{n}^{2}θ}{h}$，故C錯誤；
D、由C分析知，桿轉(zhuǎn)動的角速度$ω=\frac{vsi{n}^{2}θ}{h}$，所以A的線速度v_A=Lω=$\frac{Lvsi{n}^{2}θ}{h}$，故D正確．
故選：D．

點(diǎn)評 解決本題的關(guān)鍵會根據(jù)平行四邊形定則對速度進(jìn)行分解，木塊速度在垂直于桿子方向的分速度等于B點(diǎn)轉(zhuǎn)動的線速度．