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在光滑平面中,有一轉(zhuǎn)動(dòng)軸垂直于此平面,交點(diǎn)O的上方h處固定一細(xì)繩的一端,繩的另一端固定一質(zhì)量為m的小球B,繩長AB=l>h,小球可隨轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)并在光滑水平面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng),如圖
在光滑平面中,有一轉(zhuǎn)動(dòng)軸垂直于此平面,交點(diǎn)O的上方h處固定一細(xì)繩的一端,繩的另一端固定一質(zhì)量為m的小球B,繩長AB=l>h,小球可隨轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)并在光滑水平面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng),如圖所示,要使球不離開水平面,轉(zhuǎn)動(dòng)軸每秒所轉(zhuǎn)圈數(shù)的最大值是( ?。?br/>
A.
1
2π
g
h
B.
π
gh
C.
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D.
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l
g
物理
人氣:722 ℃
時(shí)間:2020-04-16 04:37:43
優(yōu)質(zhì)解答
如圖所示,以小球?yàn)檠芯繉?duì)象,小球受三個(gè)力的作用,重力mg、水平面支持力N、繩子拉力F.
在豎直方向合力為零,在水平方向所需向心力為F
n
=m
v
2
R
=m4π
2
n
2
R,而小球圓周的半徑R=htanθ,根據(jù)牛頓第二定律得:
豎直方向有:Fcosθ+N=mg
水平方向有:Fsinθ=m
v
2
R
=m4π
2
n
2
R=m4π
2
n
2
htanθ
當(dāng)球即將離開水平面時(shí),N=0,轉(zhuǎn)速n有最大值.
聯(lián)立得:N=mg-m4π
2
n
2
tanθ=0
解得:n=
1
2π
g
h
.
故選:A
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