长为l的细线上端固定在顶角为74°的固定光滑圆锥体的顶部,下端与质量为m的小球(可看做质点)相连,如图.让小球绕圆锥体的中心以角速度ω在水平面内做匀速圆周运动.(已知sin37°-高一物理

题目简介

长为l的细线上端固定在顶角为74°的固定光滑圆锥体的顶部,下端与质量为m的小球(可看做质点)相连,如图.让小球绕圆锥体的中心以角速度ω在水平面内做匀速圆周运动.(已知sin37°-高一物理

题目详情

长为l的细线上端固定在顶角为74°的固定光滑圆锥体的顶部,下端与质量为m的小球(可看做质点)相连,如图.让小球绕圆锥体的中心以角速度ω在水平面内做匀速圆周运动.(已知sin37°=0.6;cos37°=0.8)
(1)当ω2=______时,圆锥体对小球的支持力恰好为0;
(2)当ω2=
2g
l
时,绳对小球的拉力是______;
(3)当ω2=
5g
9l
时,绳对小球的拉力是______.
题型:填空题难度:偏易来源:不详

答案

(1)小球刚要离开锥面时的速度,此时支持力为零,根据牛顿第二定律得:
mgtanθ=mω02lsinθ
解得:ω02=class="stub"5g
4l

(2)当ω2=
2
g
l
>class="stub"5g
4l
时,小球离开锥面,设细线与竖直方向夹角为β
T3sinβ=mω2lsinβ
故T3=mlω2=ml
2
g
l
=
2
mg

(3)当ω2=class="stub"5g
9l
class="stub"5g
4l
时,根据牛顿第二定律得:
Tsinθ-Ncosθ=mω2lsinθ
Tcosθ+Nsinθ=mg
解得:T=mgcosθ+mlω2sin2θ=mg
故答案为:(1)class="stub"5g
4l
;(2)
2
mg
;(3)mg

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