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:
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【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.
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设转速为n,则由牛顿第二定律得
①
②
②代入①得
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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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