Question

【题目】如图所示，已知绳长为L＝50cm，水平杆L′＝0.2m，小球质量m＝0.8kg，整个装置可绕竖直轴转动，绳子与竖直方向成角(,)，（g取10m/s2）.求:

(1)绳子的张力为多少？

(2)该装置转动的角速度多大？

Answer 1

【答案】(1) F=10N (2)

【解析】试题分析：对小球受力分析，根据正交分解求出绳子的张力；小球受重力和拉力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律求出角速度的大小。

(1)小球受重力和拉力，正交分解在竖直方向：Fcos37°=mg

即：F=mg/cos37°=10N

(2) 小球绕杆做圆周运动，其轨道平面在水平面内，轨道半径：r=0.2+Lsin37°=0.5m

对小球受力分析如图所示，设绳对小球的拉力为F，重力为mg，则绳的拉力与重力的合力提供小球做圆周运动的向心力．

对小球由牛顿第二定律可得：

mgtan37°=mrw2

解得：