题目内容

在水平转台上,距转轴为处插立一竖直杆,杆顶系一根长为的细绳,绳的末端挂一个质量为的小球(图),当转台匀速转动后,试证悬绳张开的角度与转台转速的关系是:

 

 

【答案】

见解析

【解析】以小球为研究对象,由题可知,小球在水平面内做匀速圆周运动,半径为R=lsin+r,

由重力和细绳拉力的合力提供向心力,力图如图.

设转速为n,则由牛顿第二定律得

① 

 

②代入①得

解得 

思路分析:小球随着一起转动时在水平面内做匀速圆周运动,由重力和细绳拉力的合力提供向心力,根据牛顿第二定律求解转速

试题点评:本题是圆锥摆问题,容易出错的地方是圆周运动半径的确定,不等于细绳的长度,也不等于lsinθ,是轨迹圆的半径,由几何知识确定.

 

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