题目内容

14.如图所示,光滑水平桌面上O处有一光滑的圆孔,一根轻绳一端系质量为m的小球,另一端穿过小孔拴一质量为M的木块.当m以某一角速度在桌面上作匀速圆周运动时,木块M恰能静止不动,这时小球圆周运动的半径为r,求此时小球作匀速圆周运动的角速度为多大?

分析 m做匀速圆周运动,靠拉力提供向心力,而拉力等于M的重力,结合牛顿第二定律求出小球做圆周运动的角速度大小.

解答 解:对小球,根据牛顿第二定律得:F=mrω2
而F=Mg,
联立两式解得:ω=$\sqrt{\frac{Mg}{mr}}$.
答:小球做匀速圆周运动的角速度为$\sqrt{\frac{Mg}{mr}}$.

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受力分析列出受力平衡方程进行求解,注意研究对象的灵活选择.

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