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一根0.5m长的绳子,当它受到20N的拉力时即被拉断.如果在它的一端挂着一个质量为1kg的物体时,(1)使物体在光滑水平面上做匀速圆周运动,求拉断绳子时物体的角速度;(2)如果这个物体在竖直平面上做圆周运动,最少需要多大的角速度才能把绳子拉断?这时物体的线速度多大?

答案:略
解析:

(1)在水平面上物体做匀速圆周运动,其向心力由绳子的水平拉力提供,如图所示,根据圆周运动规律

(2)物体在竖直平面上运动时,物体做非匀速圆周运动,当物体运动到最低点时,角速度最大,故取在最低点时的物体为研究对象,物体此时只受两个力,如图所示.根据圆周运动规律:

物体在竖直平面内的最低点,对物体进行受力分析时,一定不要漏掉物体的重力,此时提供向心力的是绳子的拉力和物体重力的合力.


练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网物体做圆周运动时,所需的向心力F由运动情况决定,提供的向心力F由受力情况决定.若某时刻F=F,则物体能做圆周运动;若F>F,物体将做离心运动;若F<F,物体将做向心运动.现有一根长L=1m的不计伸长的轻绳,其一端固定于O点,另一端系着质量m=0.5kg的小球(可视为质点),将小球提至正上方的A 点处,此时绳刚好伸直且无张力,如图所示.不计空气阻力,g取10m/s2,则:
(1)为使小球能在竖直面内做完整的圆周运动,在A点至少应施加给小球多大的水平速度?
(2)若将小球以速度v1=5m/s水平抛出的瞬间,绳中的张力为多大?
(3)若将小球以速度v2=3m/s水平抛出的瞬间,绳中若有张力,求其大小?若无张力,试求从抛出小球到绳子再次伸直时所经历的时间?

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科目:高中物理 来源:物理教研室 题型:038

一根0.5m长的绳子,当它受到20N的拉力时即被拉断.如果在它的一端挂着一个质量为1kg的物体时,(1)使物体在光滑水平面上做匀速圆周运动,求拉断绳子时物体的角速度;(2)如果这个物体在竖直平面上做圆周运动,最少需要多大的角速度才能把绳子拉断?这时物体的线速度多大?

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科目:高中物理 来源:2013届浙江省高一第二学期期中考试物理卷 题型:计算题

如图, 上下两个转盘可绕穿过它们中心的竖直轴水平转动,且两盘角速度相同, 其中上盘的半径为d。一根不计重力的轻绳两端分别系有A、B两物体,质量分别为2m和m。将轻绳跨过固定在上转盘边缘的光滑挂钩,挂钩与B物体间的一段绳子长为L。当两个转盘以角速度ω匀速转动时,两段轻绳与转轴在同一竖直平面内,一段轻绳与竖直方向的夹角为θ,另一段轻绳始终沿竖直方向。(g=10m/s²,sin53°= ,cos53°=

(1)求转盘转动的角速度ω与夹角θ的关系?

(2)当转盘的角速度缓慢增加的过程中,夹角θ如何变化?A物体受到的摩擦力如何变化?试分析。

(3)已知B物体端的绳长L=4.5m,上盘半径d=0.4m。当角速度增加到某一数值时,B物体端的轻绳与竖直方向的夹角为53°,此时A物体恰好开始滑动,求A物体与下盘之间的动摩擦因数µ ?(最大静摩擦力等于滑动摩擦力)

 

 

 

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图, 上下两个转盘可绕穿过它们中心的竖直轴水平转动,且两盘角速度相同, 其中上盘的半径为d。一根不计重力的轻绳两端分别系有A、B两物体,质量分别为2m和m。将轻绳跨过固定在上转盘边缘的光滑挂钩,挂钩与B物体间的一段绳子长为L。当两个转盘以角速度ω匀速转动时,两段轻绳与转轴在同一竖直平面内,一段轻绳与竖直方向的夹角为θ,另一段轻绳始终沿竖直方向。(g=10m/s²,sin53°= ,cos53°=

(1)求转盘转动的角速度ω与夹角θ的关系?

(2)当转盘的角速度缓慢增加的过程中,夹角θ如何变化?A物体受到的摩擦力如何变化?试分析。

(3)已知B物体端的绳长L=4.5m,上盘半径d=0.4m。当角速度增加到某一数值时,B物体端的轻绳与竖直方向的夹角为53°,此时A物体恰好开始滑动,求A物体与下盘之间的动摩擦因数µ ?(最大静摩擦力等于滑动摩擦力)

 

 

 

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