题目内容

如图所示,在水平面的光滑平板上有一个质量为M的质点P,与穿过中央小孔O的轻绳一端连接,平板与小孔都是光滑的,现用手拉着绳子下端使质点做半径为a,角速度为ω1的匀速圆周运动,若绳子迅速放松至某一长度b而拉紧,质点就能在以半径为b的圆周上做匀速圆周运动,求质点由半径ab所需的时间及质点在半径为b的圆周上运动的角速度.

答案:
解析:

答案:

解析:质点P在半径为a的圆周上以角速度ω1做匀速圆周运动,其线速度为va

ω1a

突然松开绳后,向心力消失,质点沿切线方向飞出,沿光滑平板以va做匀速直线运动,直到线被拉直.如图

所示,质点做匀速直线运动的位移为t

当线刚被拉直时,质点P的速度为va,将这一速度分解为垂直于绳的速度vb和沿绳的速度v′,在绳绷紧的过程中沿绳的速度v′减为零,垂直于绳的速度vb不变,质点就以vb沿着半径为b的圆周做匀速直线运动,根据相似三角形,有

vaω1avbω2b代入上式所以ω2


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