如圖所示，已知繩長(zhǎng)為L(zhǎng)1＝20 cm，水平桿L2＝0.1 m，小球質(zhì)量m＝0.3 kg，整個(gè)裝置可繞豎直軸轉(zhuǎn)動(dòng)，問(wèn)：

(1)要使繩子與豎直方向成45°角，試求該裝置必須以多大的角速度轉(zhuǎn)動(dòng)才行？

(2)此時(shí)繩子的張力是多大？

答案：
解析：

　　答案：(1)6.4 rad/s

　　(2)4.24 N

　　解析：對(duì)小球受力分析如圖所示，設(shè)繩對(duì)小球拉力為F，重力為mg，則繩的拉力與重力的合力提供小球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力．

　　對(duì)小球利用牛頓第二定律可得：

　　mgtan45°＝mω2r

　　r＝L2＋Lsin45°

　　聯(lián)立以上兩式，將數(shù)值代入可得

　　ω＝6.4 rad/s

　　F＝＝4.24 N．

　　思路分析：小球繞桿做圓周運(yùn)動(dòng)，其軌道平面在水平面內(nèi)，軌道半徑r＝L2＋Lsin45°，繩的拉力與重力的合力提供小球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力．


練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

精英家教網(wǎng)“水流星”是一種常見(jiàn)的雜技項(xiàng)目，該運(yùn)動(dòng)可以簡(jiǎn)化為輕繩一端系著小球在豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)模型，如圖所示，已知繩長(zhǎng)為l，重力加速度為g，則（　�。�
A、小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)Q時(shí)，處于失重狀態(tài)
B、小球初速度v0越大，則在P、Q兩點(diǎn)繩對(duì)小球的拉力差越大
C、當(dāng)v0＞
6gl
時(shí)，小球一定能通過(guò)最高點(diǎn)P
D、當(dāng)v0＜
gl
時(shí)，細(xì)繩始終處于繃緊狀態(tài)

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：038

如圖所示，已知繩長(zhǎng)為L(zhǎng)=20cm，水平桿，小球質(zhì)量m=0.3kg，整個(gè)裝置可繞豎直軸轉(zhuǎn)動(dòng)，問(wèn)：

(1)要使繩子與豎直方向成45°角，試求該裝置必須以多大的角速度轉(zhuǎn)動(dòng)才行？

(2)此時(shí)繩子的張力多大？

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科目：高中物理 來(lái)源：2013屆江蘇省揚(yáng)州市高三下學(xué)期5月考前適應(yīng)性考試物理試卷（帶解析） 題型：單選題

“水流星”是一種常見(jiàn)的雜技項(xiàng)目，該運(yùn)動(dòng)可以簡(jiǎn)化為輕繩一端系著小球在豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)模型，如圖所示，已知繩長(zhǎng)為l，重力加速度為g，則

A．小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)Q時(shí)，處于失重狀態(tài)
B．小球初速度v0越大，則在P、Q兩點(diǎn)繩對(duì)小球的拉力差越大
C．當(dāng)時(shí)，小球一定能通過(guò)最高點(diǎn)P
D．當(dāng)時(shí)，細(xì)繩始終處于繃緊狀態(tài)

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科目：高中物理 來(lái)源：2013-2014學(xué)年江蘇省如皋市高三年級(jí)第一學(xué)期期末物理試卷（解析版） 題型：選擇題

“水流星”是一種常見(jiàn)的雜技項(xiàng)目，該運(yùn)動(dòng)可以簡(jiǎn)化為輕繩一端系著小球在豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)模型，如圖所示，已知繩長(zhǎng)為l，重力加速度為g，忽略空氣阻力，則(??? )

A．小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)Q時(shí)，處于失重狀態(tài)

B．小球初速度v0越大，則在P、Q兩點(diǎn)繩對(duì)小球的拉力差越大

C．當(dāng)時(shí)，小球一定能通過(guò)最高點(diǎn)P

D．當(dāng)時(shí)，細(xì)繩始終處于繃緊狀態(tài)

 

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科目：高中物理 來(lái)源：2012-2013學(xué)年江蘇省揚(yáng)州市高三下學(xué)期5月考前適應(yīng)性考試物理試卷（解析版） 題型：選擇題

“水流星”是一種常見(jiàn)的雜技項(xiàng)目，該運(yùn)動(dòng)可以簡(jiǎn)化為輕繩一端系著小球在豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)模型，如圖所示，已知繩長(zhǎng)為l，重力加速度為g，則

A．小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)Q時(shí)，處于失重狀態(tài)

B．小球初速度v0越大，則在P、Q兩點(diǎn)繩對(duì)小球的拉力差越大

C．當(dāng)時(shí)，小球一定能通過(guò)最高點(diǎn)P

D．當(dāng)時(shí)，細(xì)繩始終處于繃緊狀態(tài)

 

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