题目内容
【题目】质量为m的小球用长为L的轻细线连接在质量为M的底座上,在竖直平面上做圆周运动,在最高点速度为v1,最低点速度为v2,求
(1)小球运动到最高点和最低点时底座对地面的压力大小。
(2)小球在哪个位置时底座有离开地面的可能性?此时小球的速度多大?
【答案】(1) ,;(2) 小球在最高点时底座有离开地面的可能性,
【解析】
(1)小球在最高点时,根据牛顿第二定律
此时对底座进行受力分析,可得
解得
根据牛顿第三定律,底座对地面的压力大小
①
小球在最低点时,根据牛顿第二定律
此时对底座进行受力分析,可得
解得
根据牛顿第三定律,底座对地面的压力大小
(2) 分析小球在最高点和最低点时的受力可知,小球在最高点时底座有离开地面的可能性,若底座恰好对地面没有压力,由①式得
解得
因此,小球的速度至少为
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