如图所示,一轻杆上端可以绕固定的水平轴O无摩擦转动,轻杆下端固定一个质量为m的小球(可视为质点),开始时轻杆竖直静止.现用力F=mg垂直作用于轻杆的中点,使轻杆转动,转动过程

问题描述:

如图所示,一轻杆上端可以绕固定的水平轴O无摩擦转动,轻杆下端固定一个质量为m的小球(可视为质点),开始时轻杆竖直静止.现用力F=mg垂直作用于轻杆的中点,使轻杆转动,转动过程保持力F与轻杆垂直,当轻杆转过的角度θ= ___ 时,质点m的速度最大.若从轻杆竖直静止开始保持F=mg,且始终水平作用于轻杆的中点,则杆能转过的最大角度θm= ___ .

(1)力F=mg垂直作用于轻杆的中点,当轻杆转过的角度θ时,重力力矩等于F力矩,此时速度最大,则有:12mgL=mgLsinθ解得sinθ=12所以θ=30°(2)杆转到最大角度时,速度为零,根据动能定理得:12mgLθ-mgL(1-cosθ)...