题目内容
如图所示,在光滑的圆锥顶端,用长为L=2m的细绳悬一质量为m=1kg的小球,圆锥顶角为2θ=74°。求:(1)当小球ω=1rad/s的角速度随圆锥体做匀速圆周运动时,细绳上的拉力。(2)当小球以ω=5rad/s的角速度随圆锥体做匀速圆周运动时,细绳上的拉力。
26N,50N
解析:
[提示]要先判断小球是否离开圆锥面。[全解]小球在圆锥面上运动时,受到重力G,细绳的拉力T和斜面的支持力N。将这些力分解在水平方向和竖直方向上。
有: ①
②
设小球以角速度ω0转动时,小球刚好离开斜面时,此时,由N=0代入①②两式得:
。
当小球以ω=1rad/s 转动时,由小球在斜面上运动,由①②两式得:
;
当小球以ω=5rad/s 转动时,小球将离开斜面,此时受到拉力和重力,设细绳与竖直方向得夹角为α,则,代入数据解得:T=50N
练习册系列答案
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如图所示,在光滑的圆锥面内,两个质量不相同的小球P和Q,沿其内表面在不同的水平面内做半径不同的匀速圆周运动,其中球P的轨道半径较大,则
A.球P的角速度较小 | B.球P的向心力较小 |
C.球P的加速度较大 | D.球P的线速度较大 |