Question

一根成90°的輕質(zhì)拐，輕桿兩端分別固定質(zhì)量均為m的A、B兩球，在豎直平面內(nèi)可以繞拐點(diǎn)O旋轉(zhuǎn)，初時(shí)OA水平，從靜止釋放，已知OA=2L，OB=L，一切阻力不計(jì)，如圖所示，則運(yùn)動(dòng)過(guò)程中（　　）

• A．A、B系統(tǒng)機(jī)械能守恒
• B．當(dāng)OA桿豎直時(shí)，OA桿的彈力沿桿所在直線方向
• C．當(dāng)OA桿從豎直位置向左擺的過(guò)程中，A上升到最大高度時(shí)，OA與豎直方向夾角θ=37°
• D．當(dāng)A、B球有最大速度時(shí)，OA與水平方向夾角α=arcsin

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Answer 1

分析：通過(guò)機(jī)械能守恒的條件判斷系統(tǒng)是否機(jī)械能守恒．當(dāng)A上升到最大高度時(shí)，速度為零，通過(guò)系統(tǒng)機(jī)械能守恒定律求出A上升到最大高度時(shí)，OA與豎直方向上的夾角．通過(guò)系統(tǒng)機(jī)械能守恒定律，根據(jù)三角函數(shù)求極值的方法求出AB球速度最大時(shí)，OA與水平方向上的夾角．通過(guò)桿子對(duì)A球的做功情況判斷0A桿的彈力方向．

解答：解：A、對(duì)于A、B球組成的系統(tǒng)，只有重力做功，機(jī)械能守恒．故A正確．
B、在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，桿子對(duì)A球做功，所以O(shè)A桿的彈力方向不沿桿所在的直線方向．故B錯(cuò)誤．
C、當(dāng)OA桿從豎直位置向左擺的過(guò)程中，A上升到最大高度時(shí)，速度為零，設(shè)OA與豎直方向的夾角為θ，根據(jù)系統(tǒng)機(jī)械能守恒定律有：mg?2Lcosθ-mg（L+Lsinθ）=0，解得2cosθ-sinθ-1=0，解得sinθ=0.6，所以θ=37°．故C正確．
D、設(shè)OA與水平方向夾角為α?xí)r，A、B球的速度最大．根據(jù)機(jī)械能守恒定律得，系統(tǒng)重力勢(shì)能減小最多時(shí)，動(dòng)能增加最多，此時(shí)A、B球的速度最大．系統(tǒng)重力勢(shì)能的減小量△E_P=mg?2Lsinα-mgL（1-cosα）=mgL（2sinα+cosα-1）．當(dāng)2sinα+cosα有最大值時(shí)，A、B球的速度最大，根據(jù)三角函數(shù)解得，α=arcsin

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．故D正確．
故選A、C、D．

點(diǎn)評(píng)：解決本題的關(guān)鍵知道A、B球組成系統(tǒng)機(jī)械能守恒，單個(gè)物體機(jī)械能不守恒，桿子的彈力做功．抓住系統(tǒng)重力勢(shì)能的減小量等于系統(tǒng)動(dòng)能增加量進(jìn)行求解．