题目内容

【题目】光滑平台中心有一个小孔,用细线穿过小孔,两端分别系一个小球A、B,A位于平台上,B置于水平地面上.盘上小球A以速率v=1.2m/s做半径r=30cm的匀速圆周运动.已知小球A、B的质量分别为mA=0.6kg,mB=1.8kg.求:

(1)小球A做圆周运动的角速度ω;
(2)小球B对地面的压力大小FN
(3)若逐渐增大小球A做圆周运动的速度,要使B球能离开地面,小球A做圆周运动的线速度应满足的条件.

【答案】
(1)解:由角速度与线速度的关系:

答:小球A做圆周运动的角速度是4rad/s;


(2)解:设绳中张力为FT,对小球A有

对小球B有 FT+FN=mBg

代入已知解得:FN=15.12 N

答:小球B对地面的压力大小是15.12N;


(3)解:B小球刚要离开地面时,绳子中张力F'T应满足F'T=mBg

这时对A小球有

代入已知解得:v=3 m/s

所以,要使B小球能离开地面,小球做圆周运动的线速度应大于3 m/s.

答:若逐渐增大小球A做圆周运动的速度,要使B球能离开地面,小球A做圆周运动的线速度应大于3 m/s.


【解析】(1)由公式v=rω求解角速度.(2)对A而言,细绳的拉力提供A所需的向心力,根据F=F=m 结合对B受力分析,根据受力平衡求出细绳的拉力.(3)B物体将要离开地面时,绳子的拉力等于Mg,对A运用牛顿第二定律求解.
【考点精析】本题主要考查了匀速圆周运动和向心力的相关知识点,需要掌握匀速圆周运动线速度的大小恒定,角速度、周期和频率都是恒定不变的,向心加速度和向心力的大小也都是恒定不变的,是速度大小不变而速度方向时刻在变的变速曲线运动;向心力总是指向圆心,产生向心加速度,向心力只改变线速度的方向,不改变速度的大小;向心力是根据力的效果命名的.在分析做圆周运动的质点受力情况时,千万不可在物体受力之外再添加一个向心力才能正确解答此题.

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