题目内容
如图所示,MN为水平放置的光滑圆盘,半径为1.0m,其中心O处有一个小孔,穿过小孔的细绳两端各系一小球A和B,A、B两球的质量相等.圆盘上的小球A作匀速圆周运动.问:
(1)当A球的轨道半径为0.1m时,它的角速度是多大才能维持B球静止?
(2)若将前一问求得的角速度减半,如何如何调整OA长度才能使A作圆周运动时B球仍能保持静止?
(1)当A球的轨道半径为0.1m时,它的角速度是多大才能维持B球静止?
(2)若将前一问求得的角速度减半,如何如何调整OA长度才能使A作圆周运动时B球仍能保持静止?
分析:对小球A进行受力分析:受到重力、支持力、绳子的拉力,重力和支持力相互抵消,要求B球仍静止,绳子的拉力等于B球的重力并提供向心力,根据向心力公式即可解题.
解答:解:(1)对小球A进行受力分析:受到重力、支持力、绳子的拉力,重力和支持力相互抵消,绳子的拉力等于B球的重力并提供向心力,
根据向心力公式得:mω2r=mg
ω=
=10rad/s
(2)将前一问求得的角速度减半,要求B球仍静止,则绳子的拉力等于B球的重力并提供向心力,
根据向心力公式得:m(
)2r′=mg
解得:r′=0.4m
答:(1)当A球的轨道半径为0.1m时,它的角速度为10rad/s才能维持B球静止;
(2)若将前一问求得的角速度减半,将A球圆运动的轨道半径增大到0.4m才能使A作圆周运动时B球仍能保持静止.
根据向心力公式得:mω2r=mg
ω=
|
(2)将前一问求得的角速度减半,要求B球仍静止,则绳子的拉力等于B球的重力并提供向心力,
根据向心力公式得:m(
ω |
2 |
解得:r′=0.4m
答:(1)当A球的轨道半径为0.1m时,它的角速度为10rad/s才能维持B球静止;
(2)若将前一问求得的角速度减半,将A球圆运动的轨道半径增大到0.4m才能使A作圆周运动时B球仍能保持静止.
点评:本题考查的是向心力公式的直接应用,要注意此时绳子的拉力等于B球的重力并提供向心力.
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