Question

5．如圖所示，兩質(zhì)量均為 m=1kg 的小球 1、2（可視為質(zhì)點(diǎn)）用長(zhǎng)為 L=1.0m 的輕質(zhì)桿相連，水平置于光滑水平面上，且小球 1 恰好與光滑豎直墻壁接觸，現(xiàn)用力 F 豎直向上拉動(dòng)小球 1，當(dāng)桿與豎直墻壁夾角θ=37°時(shí)，小球 2 的速度大小 v=1.6m/s，sin 37°=0.6，g=10m/s²，則此過程中外力 F 所做的功為（　�。�

• A． 8 J
• B． 8.72 J
• C． 10 J
• D． 9.28 J

Answer 1

分析 當(dāng)桿與豎直墻壁夾角θ=37°時(shí)，根據(jù)兩球的速度沿桿方向的分速度大小相等，求得小球1 的速度大小，再根據(jù)外力 F 所做的功等于系統(tǒng)機(jī)械能的增加來求解．

解答 解：當(dāng)桿與豎直墻壁夾角θ=37°時(shí)，設(shè)小球1的速度為v′，根據(jù)兩球的速度沿桿方向的分速度大小相等，有：
v′cos37°=vcos53°
代入數(shù)據(jù)得：v′=1.2m/s
小球2上升的高度為：h=Lcos37°=0.8m
根據(jù)功能原理得外力F所做的功為：W=$\frac{1}{2}m{v}^{2}$+$\frac{1}{2}mv{′}^{2}$+mgh
解得：W=10J
故選：C

點(diǎn)評(píng) 正確找出小球1與2的速度關(guān)系是解答的關(guān)鍵，要知道兩球的速度沿桿方向的分速度大小相等，解題時(shí)要熟練運(yùn)用幾何知識(shí)幫助解決物理問題．