如圖,一長為2L的輕桿中央有一光滑的小孔O,兩端各固定質量分別為m和2m的兩小球,光滑的鐵釘穿過小孔垂直釘在豎直的墻壁上,將輕桿由水平位置靜止釋放,轉到豎直位置,在轉動的過程中,忽略空氣的阻力.下列說法正確的是( ?。?br/>
![](http://hiphotos.baidu.com/zhidao/pic/item/a2cc7cd98d1001e9206c7eb8bb0e7bec54e79730.jpg)
A. 在豎直位置兩球的速度大小均為
B. 桿豎直位置時對m球的作用力向上,大小為
mg
C. 桿豎直位置時鐵釘對桿的作用力向上,大小為
mg
D. 由于忽略一切摩擦阻力,根據(jù)機械能守恒,桿一定能繞鐵釘做完整的圓周運動
A、將輕桿從水平位置由靜止釋放,轉到豎直位置時,兩球的速度大小相等,設為v,根據(jù)系統(tǒng)的機械能守恒,得
2mgL-mgL=
?3mv
2,解得,v=
.故A錯誤.
B、桿轉到豎直位置時,對m球:mg-N=m
,解得,N=
mg,故B錯誤;
C、桿轉到豎直位置時,對2m球:N′-2mg=2m
,解得,N′=
mg,所以鐵釘對桿的作用力向上,大小為N+N′=
mg,故C正確;
D、由機械能守恒定律分析得知,當系統(tǒng)順時針轉到水平位置時速度為零,然后再逆時針轉動,不可能做完整的圓周運動.故D錯誤.
故選C