如图所示,两根轻绳同系一个质量为m=0.1kg的小球,两绳的另一端分别固定在轴上的A、B两处,上面绳AC长L=2m,当两绳都拉直时,与轴的夹角分别为30°和45°,求当小球随轴一起在水平面内做角速度为ω=4rad/s的匀速圆周运动时,上下两轻绳拉力各为多少?

问题描述:

如图所示,两根轻绳同系一个质量为m=0.1kg的小球,两绳的另一端分别固定在轴上的A、B两处,上面绳AC长L=2m,当两绳都拉直时,与轴的夹角分别为30°和45°,求当小球随轴一起在水平面内做角速度为ω=4rad/s的匀速圆周运动时,上下两轻绳拉力各为多少?

当AC绳恰被拉直,但其拉力T1恰为零,设此时角速度为ω1,BC绳拉力为T2,则有:T2cos45°=mgT2sin45°=mω21Lsin30°代入数据得:ω1=3.16rad/s.要使AC绳有拉力,必须ω<ω1,依题意ω=4rad/s>ω1,故AC绳已无拉...
答案解析:AC、BC绳子拉力的水平分力的合力提供向心力,竖直方向分力之和与重力平衡,根据牛顿第二定律列式求解.
考试点:向心力;线速度、角速度和周期、转速.
知识点:本题中球做匀速圆周运动,拉力的水平分力提供向心力,关键受力分析后根据牛顿第二定律列式求解.