如图所示,在一根长1.5L的不能伸长的轻绳上,穿一个质量为m的光滑小圆环C,然后把绳的两端固定在竖直轴上,绳的A、B端在竖直轴上的距离为L/2,转动竖直轴带动C环在水平面内

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

如图所示,在一根长1.5L的不能伸长的轻绳上,穿一个质量为m的光滑小圆环C,然后把绳的两端固定在竖直轴上,绳的A、B端在竖直轴上的距离为L/2,转动竖直轴带动C环在水平面内做匀速圆周运动,当绳的B端正好在C环的轨道平面上时,求:
(1)小圆环转动的角速度;
(2)绳的拉力.
魔方格

◎ 答案


魔方格
(1)环C在水平面内做匀速圆周运动,由于环光滑,所以环两端绳的拉力大小相等.BC段绳水平时,环C做圆周运动的半径r=
.
BC

则有:r2+(
L
2
)2=(1.5L-r)2

解得:r=
2L
3

环的受力如图所示,则:
Fsinα=mg
Fcosα+F=mω2r
sinα=
3
5
sinα=
3
5

解得:ω=3

g
2L

故即当绳的B端刚好在C环的轨道平面上时环转动的角速度为:ω=3

g
2L

(2)由(1)中方程可解得:F=
mg
sinα
=
5
3
mg

故此时绳的拉力为
5
3
mg

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,在一根长1.5L的不能伸长的轻绳上,穿一个质量为m的光滑小圆环C,然后把绳的两端固定在竖直轴上,绳的A、B端在竖直轴上的距离为L/2,转动竖直轴带动C环在水平面内…”主要考查了你对  【向心力】,【滑动摩擦力、动摩擦因数】,【力的合成】,【牛顿第二定律】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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