(12分)如图所示,装置BO′O可绕竖直轴O′O转动,可视为质点的小球A与两细线连接后分别系于B、C两点,装置静止时细线AB水平,细线AC与竖直方向的夹角θ=37o。已知小球的质

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 牛顿第二定律/2022-10-29 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

(12分)如图所示,装置BO′O可绕竖直轴O′O转动,可视为质点的小球A与两细线连接后分别系于B、C两点,装置静止时细线AB水平,细线AC与竖直方向的夹角θ=37o。已知小球的质量m=1kg,细线AC长L=1m,B点距转轴的水平距离和距C点竖直距离相等。(重力加速度g取10m/s2,sin37o=0.6,cos37o=0.8)

(1)若装置匀速转动的角速度为时,细线AB上的张力为0而细线AC与竖直方向的夹角仍为37°,求角速度的大小;
(2)若装置匀速转动的角速度为时,细线AB刚好竖直,且张力为0,求此时角速度的大小;
(3)装置可以以不同的角速度匀速转动,试通过计算在坐标图中画出细线AC上张力T随角速度的平方变化的关系图像

◎ 答案

(1) (2) 
(3)

◎ 解析


试题分析:(1)细线AB上张力恰为零时有
解得   
(2)细线AB恰好竖直,但张力为零时,由几何关系得 :  
  此时
(3)时,细线AB水平,细线AC上张力的竖直分量等于小球的重力

时细线AB松弛
细线AC上张力的水平分量等于小球做圆周运动需要的向心力
  
时,细线AB在竖直方向绷直,仍然由细线AC上张力的水平分量提供小球做圆周运动需要的向心力      
综上所述 时,不变
时,
关系图象如图所示

◎ 知识点

    专家分析,试题“(12分)如图所示,装置BO′O可绕竖直轴O′O转动,可视为质点的小球A与两细线连接后分别系于B、C两点,装置静止时细线AB水平,细线AC与竖直方向的夹角θ=37o。已知小球的质…”主要考查了你对  【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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