长为L的细线一端系一质量为m的小球,细线的另一端用手拿住,手持线的这端在水平桌面上沿以O点为圆心,R为半径的圆周做匀速圆周运动.达到稳定状态时,细线总是沿圆周的切线方

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 向心力/2022-09-29 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

长为L的细线一端系一质量为m的小球,细线的另一端用手拿住,手持线的这端在水平桌面上沿以O点为圆心,R为半径的圆周做匀速圆周运动.达到稳定状态时,细线总是沿圆周的切线方向,如图所示,已知小球与桌面之间的摩擦系数为μ,试求:(1)小球的动能多大?(2)手持线运动中做功的功率多大?
魔方格

◎ 答案


魔方格
(1)球做匀速圆周运动,动能不变.
小球在水平面上只受拉力T和摩擦力f,由动能定理可知,T和f做功相等:Wf=WT  
f?2πr=T?2πR
根据几何关系,如右图,r=

L2+R2
,所以
 μmg?2π

L2+R2
=T?2πR

解得T=
μmg

L2+R2
R

T与f的合力提供向心力,如右图:

T2-(μmg)2
=m
v2

L2+R2

Ek=
1
2
mv2=
μmg

L2+R2
2R

(2)因为Wf=WT,所以P=PT  
又Pf=f?v=μmg?
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