◎ 题目

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=______．

◎ 答案

（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： 1 2 mgL=mgLsinθ 解得sinθ= 1 2 所以θ=30° （2）杆转到最大角度时，速度为零，根据动能定理得： 1 2 mv2= 1 2 FL-mgLsinθ 所以 1 2 FLsinθ-mgL(1-cosθ)=0-0 即： 1 2 mgLsinθ-mgL(1-cosθ)=0 解得：θ=53° 故答案为：30°；53°

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析，试题“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…”主要考查了你对  【牛顿第二定律】，【机械能守恒定律】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”，你可以点击相应的链接进行查看和学习。