Question

【題目】如圖所示，已知繩長為L＝50cm，水平桿L′＝0.2m，小球質量m＝0.8kg，整個裝置可繞豎直軸轉動，繩子與豎直方向成角(,)，（g取10m/s2）.求:

(1)繩子的張力為多少？

(2)該裝置轉動的角速度多大？

Answer 1

【答案】(1) F=10N (2)

【解析】試題分析：對小球受力分析，根據正交分解求出繩子的張力；小球受重力和拉力的合力提供向心力，根據牛頓第二定律求出角速度的大小。

(1)小球受重力和拉力，正交分解在豎直方向：Fcos37°=mg

即：F=mg/cos37°=10N

(2) 小球繞桿做圓周運動，其軌道平面在水平面內，軌道半徑：r=0.2+Lsin37°=0.5m

對小球受力分析如圖所示，設繩對小球的拉力為F，重力為mg，則繩的拉力與重力的合力提供小球做圓周運動的向心力．

對小球由牛頓第二定律可得：

mgtan37°=mrw2

解得：