题目内容
用长L=0.5米的细绳,一端拴一质量m=1千克的小球,另一端固定在离水平桌高h=O.3米的O点上,使小球在光滑桌面上做匀速圆周运动(如图所示)。(1)如果运动速率v=1.2米/秒,求此时绳对球的拉力与球对桌面的压力;(2)为使小球不离开桌面做圆周运动,它的速率不能超过多大?
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解:(1)设绳子对球的拉力为T,桌面对球的支持力为Fn,对球进行受力分析有:
竖直方向:
① ………………………(1分)
水平方向:
② …………………………(1分)
由几何关系:
③…(1分)
联立①②③三式解得T=4.5N,Fn=7.3N
由牛顿第三定律,球对桌面的压力:
………(1分)
(2)当球刚要离开桌面时临界条件Fn=0,此时球有最大速度。……(1分)
竖直方向:
⑤ ……………………………(1分)
水平方向:
⑥ ……………………………(1分)
联立⑤⑥两式解得
……………………………(1分)
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