题目内容
如图所示,一个光滑的圆锥体固定在水平桌面上,其轴线沿竖直方向,母线与轴线之间的夹角为
=30°,一条长为L的轻绳一端固定在圆锥体的顶点O,另一端连着一个质量为m的质点,质点分别以速率v1=
和v2=
绕圆锥体的轴线做水平匀速圆周运动,求轻绳中的拉力.
答案:
解析:
提示:
解析:
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答案:当v1= 思路解析:将重力mg和加速度a=v2/r=v2/Lsin x轴:T-mgcos y轴:mgsin 得N=mgsin 显然,当线速度增大时,N会减小.设线速度为v0时,N=0,此时轻绳与竖直方向的夹角仍为30°,有v0= (1)当v1= T1=mgcos (2)当v2= 有水平方向:T2sinα=mv22/Lsinα ③ 竖直方向:T2cosα-mg=0 ④ 联立③④得T2=mg/cosα=2 mg.
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提示:
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本题中,质点绕圆锥体轴线在水平面内做匀速圆周运动时,随着线速度的增大,可能出现临界状态,即锥体对质点的支持力恰好为零的状态;继续增大线速度,质点将离开锥面,轻绳与竖直方向的夹角将大于30°,但仍绕轴在水平面内做匀速圆周运动. |
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