题目内容
如图所示,A、B为一根转轴上的两点,AB=1.6m,细绳AC=BC=L=1m,C点是一个小球,质量m=1kg,g取10m/s2.求:
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?(1)转轴的转速n1等于多少时,细绳BC中才有张力?
?(2)如果转速n2=2n1时,AC绳和BC绳中张力为多大?
(1)n1=0.56r/s?(2)FAC′=31N, FBC=18N
解析:
(1)“转速为n1时,BC绳才有张力”的含义,是BC绳刚被拉直,尚无张力,所以球只受两个力:AC绳拉力FAC及重力mg,如图甲所示,则
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??tanθ=
① 小球做匀速圆周运动的轨迹圆半径R=Lsinθ,?ω1=2πn1?代入①式得:tanθ=
即
,因为Lcosθ=
得cosθ=0.8化简有:n1=0.56r/s.(2)当n2=2n1=1.12r/s时,球受三个力,如图乙所示,∑Fx=Fn=mRω22得:FAC′cosα+FBC·cosα=mLcosα·(2πn2)2代入数据得:FAC′+FBC=49.52 ① ?∑Fy=0,得:FAC′sinα=FBCsinα+mg 代入数据:0.8FAC′=0.8FBC+10 ② 联立①②式可得:FAC′=31N,FBC=18N.
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