Question

如图所示，一块足够大的光滑平板放置在水平面上，能绕水平固定轴MN调节其与水平面所成的倾角。板上一根长为=0. 60m的轻细绳，它的一端系住一质量为0.2kg的小球P，另一端固定在板上的O点。先将轻绳平行于水平轴MN拉直，然后给小球一沿着平板并与轻绳垂直的初速度v0=3.0m/s。重力加速度g=l0

(1)求当平板的倾角固定为90?，小球经过运动轨迹的最低点时轻细绳中的拉力大小；

(2)当平板的倾角固定为α时，若小球能保持在板面内作圆周运动，倾角α的值应在什么范围内？

 

Answer 1

(1) 9N ；(2)

【解析】

试题分析：（1）小球由水平位置运动到竖直位置的过程中

根据动能定理

在最低点，根据牛顿第二定律

联立以上可得

根据牛顿第三定律可知轻绳中的拉力大小为9N

（2）小球要做圆周运动，在最高点

小球由水平位置运动到最高点，根据动能定理

联立以上两式可得

小球能保持在板面内作圆周运动，倾角α的值为

考点：动能定理及牛顿定律的应用.