题目内容

1.如图所示,小球用长为L=1.25m的细线悬挂在O点,如果使小球绕竖直方向的OO′轴在水平面内做匀速圆周运动,周期为T=$\frac{π}{2}$s,取g=10m/s2,求:
(1)小球的角速度;
(2)细线与OO′的夹角θ的大小.

分析 (1)根据$ω=\frac{2π}{T}$求解角速度;
(2)画出小球受力分析图,根据牛顿第二定律列式求解.

解答 解:(1)由$ω=\frac{2π}{T}$,得:ω=4rad/s
(2)小球受力如图所示,设小球的质量为m,半径为r,
由牛顿第二定律得:mgtanθ=mω2r
而r=Lsinθ
解得:θ=60°
答:(1)小球的角速度为4rad/s;
(2)细线与OO′的夹角θ的大小为60°.

点评 本题是圆锥摆问题,关键是分析小球的受力情况,确定向心力的来源.注意小球圆周运动的半径R与摆长l不同.

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