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  • 如圖所示,長為l的繩子下端連著質(zhì)量為m的小球,上端懸于天花板上,當(dāng)把繩子拉直時(shí),繩子與豎直線夾角為60°,此時(shí)小球靜止于光滑水平桌面上. (1)當(dāng)球以ω=g/l做圓錐擺運(yùn)動(dòng)時(shí),繩子

    如圖所示,長為l的繩子下端連著質(zhì)量為m的小球,上端懸于天花板上,當(dāng)把繩子拉直時(shí),繩子與豎直線夾角為60°,此時(shí)小球靜止于光滑水平桌面上.

    (1)當(dāng)球以ω=
    g
    l
    做圓錐擺運(yùn)動(dòng)時(shí),繩子張力T為多大?桌面受到壓力N為多大?
    (2)當(dāng)球以角速度ω=
    4g
    l
    做圓錐擺運(yùn)動(dòng)時(shí),繩子的張力及桌面受到的壓力各為多少?
    其他人氣:253 ℃時(shí)間:2019-11-10 21:19:26
    優(yōu)質(zhì)解答
    (1)對小球受力分析,作出力圖如圖1.
    根據(jù)牛頓第二定律,得
       Tsin60°=mω2Lsin60°①
       mg=N+Tcos60°  ②
    又ω=
    g
    l

    解得
       T=mg,N=
    1
    2
    mg

    (2)設(shè)小球?qū)ψ烂媲『脽o壓力時(shí)角速度為ω0,即N=0
    代入①②得ω0=
    2g
    L

    由于ω=
    4g
    l
    >ω0,故小球離開桌面做勻速圓周運(yùn)動(dòng),則N=0此時(shí)小球的受力如圖2.設(shè)繩子與豎直方向的夾角為θ,則有
      mgtanθ=mω2?Lsinθ③
       mg=Tcosθ        ④
    聯(lián)立解得  T=4mg
    答:
    (1)當(dāng)球以ω=
    g
    l
    做圓錐擺運(yùn)動(dòng)時(shí),繩子張力T=mg,桌面受到壓力N=
    1
    2
    mg

    (2)當(dāng)球以角速度ω=
    4g
    l
    做圓錐擺運(yùn)動(dòng)時(shí),繩子的張力為4mg,桌面受到的壓力為零.
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