如图所示,在一根长1.5L的不能伸长的轻绳上,穿一个质量为m的光滑小圆环C,然后把绳的两端固定在竖直轴上,绳的A、B端在竖直轴上的距离为L/2,转动竖直轴带动C环在水平面内-物理

题目简介

如图所示,在一根长1.5L的不能伸长的轻绳上,穿一个质量为m的光滑小圆环C,然后把绳的两端固定在竖直轴上,绳的A、B端在竖直轴上的距离为L/2,转动竖直轴带动C环在水平面内-物理

题目详情

如图所示,在一根长1.5L的不能伸长的轻绳上,穿一个质量为m的光滑小圆环C,然后把绳的两端固定在竖直轴上,绳的A、B端在竖直轴上的距离为L/2,转动竖直轴带动C环在水平面内做匀速圆周运动,当绳的B端正好在C环的轨道平面上时,求:
(1)小圆环转动的角速度;
(2)绳的拉力.360优课网
题型:问答题难度:中档来源:不详

答案


360优课网
(1)环C在水平面内做匀速圆周运动,由于环光滑,所以环两端绳的拉力大小相等.BC段绳水平时,环C做圆周运动的半径r=
.
BC

则有:r2+(class="stub"L
2
)2=(1.5L-r)2

解得:r=class="stub"2L
3

环的受力如图所示,则:
Fsinα=mg
Fcosα+F=mω2r
sinα=class="stub"3
5
sinα=class="stub"3
5

解得:ω=3
class="stub"g
2L

故即当绳的B端刚好在C环的轨道平面上时环转动的角速度为:ω=3
class="stub"g
2L

(2)由(1)中方程可解得:F=class="stub"mg
sinα
=class="stub"5
3
mg

故此时绳的拉力为class="stub"5
3
mg

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