题目内容
【题目】一个人用手握着长为L的轻绳一端,绳的另一端连接一个可视为质点的小球,当手握的一端在水平桌面上做半径为r、角速度为ω的匀速圆周运动时,绳的方向恰好能够始终与该圆相切,并使得小球也在同一水平面内做半径更大的匀速圆周运动.如图所示是俯视图,已知此时人的手给绳的拉力大小恒为T,求:
(1)小球运动的线速度的大小v;
(2)运动过程中的小球所受摩擦力的大力,;
(3)小球的质量m.
【答案】1) (2)(3)
【解析】(1)由题意 设小球做圆周运动的半径为R,则R=
小球运动的加速度与人手运动的角速度相同,也为ω,则小球的线速度v=ωR=ω
(2)小球所受的绳子的拉力和摩擦力的合力提供向心力,根据几何关系则有:
f=Tsinθ=T
(3)根据向心力公式得:Tcosθ=mRω2
解得:m=
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