题目内容

如图所示,穿过光滑水平平面中央小孔O的细线与平面上质量为m的小球P相连,手拉细线的另一端,让小球在水平面上以角速度ω1沿半径为a的圆周做匀速圆周运动.所有摩擦力均不考虑.

(1)这时细线上的张力多大?

(2)若突然松开手中的细线,经时间t再握紧细线,随后小球沿半径为b的圆周做匀速圆周运动.试问:t等于多大?这时的角速度ω2为多大?

 

答案:
解析:

(1)F=maω12(2)△t提示:(1)绳上拉力就等于小球做圆周运动的向心力,故F=maω12

(2)突然松开手,则绳对小球的拉力立即消失,小球将沿切线方向飞出做匀速直线运动.如图所示,小球通过的位移为△s=,从而运动的时间为△t=△s/v=

当小球运动到外圆周上瞬间,其速度大小不变,仍为ω1a,由于绳子的瞬间收缩使小球的速度发生突变——沿半径方向的速度消失,沿切线方向的速度大小不变.

即有=sin=,解之得ω2ω1

 


提示:


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