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精英家教网如图所示,一个质量为m的小球由两根细绳拴在竖直转轴上的A、B两处,AB间距为L,A处绳长为
2
L,B处绳长为L,两根绳能承受的最大拉力均为2mg,转轴带动小球转动.则:
(1)当B处绳子刚好被拉直时,小球的线速度v多大?
(2)为不拉断细绳,转轴转动的最大角速度ω多大?
分析:(1)B处绳刚好被拉直时,绳与杆夹角θ=45°,B绳没有拉力,A绳竖直方向的分量要与重力相抵消,水平分量提供向心力,根据向心力公式即可求解;
(2)当转轴转动的角速度最大时,B绳拉力为TB=2mg,A绳拉力不变,根据向心力公式即可求解.
解答:解:(1)B处绳被拉直时,绳与杆夹角θ=45°,TAcosθ=mg,TAsinθ=m
v2
L

解得:v=
gL

(2)当转轴转动的角速度最大时,B绳拉力为TB=2mg,A绳拉力不变,
TAcosθ=mg,TAsinθ+TB=mω2
解得:ω=
3g
L

答:(1)当B处绳子刚好被拉直时,小球的线速度v为
gL

(2)为不拉断细绳,转轴转动的最大角速度ω为
3g
L
点评:该题要注意A绳的竖直方向的分量要与重力相抵消,A、B绳的水平分量之和提供向心力.
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