题目内容

3.如图所示,如木块M做圆锥运动,圆锥的半顶角为θ,摆线长为L,小球m在光滑水平桌面上做圆周运动的半径仍为r,则小球做匀速圆周运动的角速度又为多大?

分析 对M,根据几何关系求出绳子的拉力,对m受力分析,绳子的拉力提供m所需的向心力,根据向心力公式T=mω2r即可求解.

解答 解:M做圆锥运动,合力在水平方向,指向圆心,根据几何关系有:
绳子的拉力T=$\frac{Mg}{cosθ}$,
小球在水平方向做匀速圆周运动,绳子的拉力提供向心力,则有:
T=mω2r
解得:$ω=\sqrt{\frac{Mg}{mrcosθ}}$
答:小球做匀速圆周运动的角速度为$\sqrt{\frac{Mg}{mrcosθ}}$.

点评 解决本题的关键知道绳子的拉力提供m做圆周运动的向心力,结合M受力分析列出方程进行求解,注意研究对象的灵活选择.

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