Question

如圖所示，一根長為l的輕質直桿，可繞光滑轉軸O自由轉動，在其中點、上端分別固定質量均為m的小球B、A，小球A用水平繩系住，使桿與水平面成53°角．

(1)當小球A用水平繩系住時，求桿對小球A的作用力的大小時，

某同學解答如下：設桿對小球的作用力的大小為F，對小球受力分析，小球受到重力、繩的水平拉力，及沿桿方向的彈力，因小球受共點力作用平衡，由F_合＝0，求得桿對球的作用力，由此所得結果是否正確？若正確，請求出結果；若不正確，請說明理由并給出正確的解答．

(2)當釋放繩子時，求小球A將要到地面時的速度大小．

Answer 1

答案：
解析：

解：1、不正確，(1分) 　　因桿對小球的作用力不是沿桿方向(1分) 　　設桿對小球的作用力在水平方向分量為，豎直方向為　　繩對小球的拉力為Ｔ 　　則(1)(1分) 　　(2)(1分) 　　對小球及桿整體，以Ｏ為轉動軸，由力矩平衡條件得 　　　(3)(2分) 　　由(3)式得 　　所以桿對小球的作用力大小為(2分) 　　(2)由機械能守恒，設小球A的速度為，小球B的速度為 　　(4)(1分) 　　(5)(1分) 　　由(4)、(5)得，所以A的速度為：(2分)