一长为l质量为M的匀质细棒,可绕光滑水平轴在竖直平面内转动.水平轴O离地面的高度刚好l.令细棒在水平位置从静止自由下落,

1个回答

  • 在碰撞瞬间,小球和匀质细棒在切线方向的所受合力为零.重力对轴心的转动力矩为零,

    故细棒和小球系统角动量守恒.

    细棒的转动惯量为:J1=Ml^2/3,小球相对于O轴的转动惯量为:J2=ml^2

    1、设细棒在碰撞瞬间前的角速度为:ω,

    碰撞后:细棒的角速度为:ω1,小球的相对O点的角速度为:ω则由能量守恒:mgl/2=J1ω^2/2,ω^2=3mg/(Ml),ω=√3mg/(Ml),

    由角动量守恒:ml^2ω2+ω1Ml^2/3=ωMl^2/3 (1)

    由角动能守恒:ml^2ω2^2/2+ω1^2Ml^2/6=Ml^2ω^2/6 (2)

    由(1)、(2)可解得:小球相对于转轴O的角速度ω2,则小球的速度:v=lω2

    2、细棒与小球完全非弹性碰撞后:小球与细棒有相同的角速度:ω3

    由角动量守恒:(J1+J2)ω3=J1ω

    ω3=J1ω/(J1+J2)

    =Ml^2√3mg/(Ml)/(Ml^2+3ml^2)

相关问题