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一个光滑的圆锥体固定在水平面桌面上,其轴线沿铅直方向,母线与轴线之间夹角θ=30度。一条长度为L的绳子(质量不计),一端的位置固定在圆锥体的顶点O处,另一端拴着一个质量为m的小物体(物体可看作质点)。物体以速率v绕圆锥体的轴线做水平匀速圆周运动。求:1)当V=2√(gL/6) 时,绳对物体的拉力;2)当V=2√(3gL/2)时,绳对物体的拉力。
 
小球是不是和圆锥面接触,有没有弹力,是首先要考虑的。 (1)先研究接触但没有弹力的情况,求得当时的速度。合力做向心力 mgtan30°=mv0^2/(Lsin30°) 解得V=2√(gL/(2×2√3) )(2)比较V和V0的大小可知第一种情况圆锥面对球有弹力,第二种情况小球以脱离圆锥面第一种:(V=2√(gL/6)) 应用正交分解 水平:Tsin30°-Ncos30°=mv^2/(Lsin30°)竖直:Tcos30°+Nsin30°=mg解得T=(1/6+(2√3)/2)mg第二种:(V=2√(3gL/2))水平:Tsinθ=mv^2/(Lsinθ)竖直:Tcosθ=mg 解得T=(3/4±(2√17)/4)mg
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

一个光滑的圆锥体固定在水平桌面上,其轴线沿竖直方向,母线与轴线之间的夹角
θ=30°,如图所示,一条长度为l的轻绳,一端的位置固定在圆锥体的顶点O处,另一端拴着着一个质量为m的小物体(可视为质点).物体以速率υ绕圆锥体的轴线做水平匀速圆周运动.则:
①当υ=
gl
4
时,绳的拉力大小为多少?
②当υ=
3
2
gl
时,绳的拉力大小为多少?

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如图所示,一个光滑的圆锥体固定在水平桌面上,其轴线沿竖直方向,母线与轴线之间的夹角为θ=30°.一长为L的轻绳一端固定在圆锥体的顶点O处,另一端拴着一个质量为m的小物体.物体以速度v绕圆锥体的轴线在水平面内做匀速圆周运动.(结果可保留根式)
(1)当v1=
1
6
gL
时,求绳对物体的拉力;
(2)当v2=
3
2
gL
时,求绳对物体的拉力.

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科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网如图所示,一个光滑的圆锥体固定在水平圆盘上,其轴线沿竖直方向并与圆盘中心重合,母线与轴线间的夹角为θ.一条长为l的细绳,一端固定在圆锥体的顶点O处,另一端拴着一质量为m的小球(可视为质点).现让圆锥体绕其中心轴线由静止开始转动,求当其角速度由零增大到
2g
lcosθ
且稳定时的过程中,细绳拉力对小球所做的功.

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如图所示,一个光滑的圆锥体固定在水平桌面上,其轴线沿竖直方向,母线与轴线的夹角θ=30°,一条长为l的绳,一端固定在圆锥体的顶点O,另一端系一个质量为m的小球(可视为质点),小球以角速度ω绕圆锥体的轴线在水平面内做匀速圆周运动.试分析:
(1)小球以角速度ω=
2g
3l
转动时,绳子的拉力和圆锥体对小球的支持力;
(2)小球以角速度ω=2
g
3l
转动时,绳子的拉力和圆锥体对小球的支持力.

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如图4-5所示,一个光滑的圆锥体固定在水平桌面上,其轴线沿竖直方向,母线与轴线之间的夹角为θ=30°.一条长为L的绳(质量不计),一端固定在圆锥体的顶点O处,另一端拴着一个质量为m的小物体(物体可看作质点),物体以速率v绕圆锥体的轴线做水平匀速圆周运动.

图4-5

(1)当v=时,求绳对物体的拉力;

(2)当v=时,求绳对物体的拉力.

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