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如图所示,已知绳长L=
2
m,水平杆长为l0=2m.,球质量m=
2
kg,整个装置可绕竖直轴转动.取g=10m/s2求:
(1)使绳子与竖直方向夹角45°角,该装置以多大角速度转动才行?
(2)此时绳子的拉力为多大?
分析:(1)球在水平面内做匀速圆周运动,由重力mg和绳的拉力F的合力提供向心力,半径r=Lsin45°+l0,由牛顿第二定律求解角速度.
(2)球在竖直方向力平衡,求解绳的拉力大小.
解答:解:由牛顿第二定律得
    水平方向:Fsin45°=mω2r  ①
    竖直方向:Fcos45°=mg     ②
又r=Lsin45°+l0,③
由①:②得   mg=mω2r
代入解得ω=
30
3
rad/s,F=
2
mg
=20N
答:(1)使绳子与竖直方向夹角45°角,该装置以
30
3
rad/s角速度转动才行.
   (2)此时绳子的拉力为20N.
点评:本题是圆锥摆问题,关键分析小球的受力情况和运动情况,容易出错的地方是圆周运动的半径r=Lsin45°.
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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,已知绳长l,水平杆长L,小球的质量m,整个装置可绕竖直轴转动,当该装置从静止开始转动,最后以某一角速度稳定转动时,绳子与竖直方向成角θ.
(1)试求该装置转动的角速度;
(2)此时绳的张力;
(3)整个过程中,此装置对小球做的功.

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科目:高中物理 来源: 题型:

细绳的一端固定在天花板上,另一端悬挂质量为m的小球,小球经推动后在水平面上做匀速圆周运动,如图所示,已知绳长l,绳与竖直线的夹角为θ,求:(1)小球的运动周期;(2)绳对小球的拉力。

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