长为L的细线，拴一质量为m的小球，一端固定于O点．让其在水平面内做匀速圆周运动（这种运动通常称为圆锥摆运动），如图．求摆线L与竖直_物理解答

长为L的细线，拴一质量为m的小球，一端固定于O点．让其在水平面内做匀速圆周运动（这种运动通常称为圆锥摆运动），如图．求摆线L与竖直方向的夹角为α时：

（1）线的拉力F；
（2）小球运动的线速度的大小；
（3）小球运动的角速度及周期．

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解答

（1）小球受重力和拉力作用，两个力的合力提供向心力，根据合成法得，
F=

cosα

．
（2）根据牛顿第二定律得，mgtanα=m

，
又r=Lsinα
解得v=

gLsinαtanα

．
（3）小球的角速度ω=

＝

Lcosα

．
周期T=

2π

＝2π

Lcosα

．
答：（1）线的拉力F=

cosα

．
（2）小球运动的线速度的大小v=

gLsinαtanα

．
（3）小球运动的角速度及周期分别为

Lcosα

、2π

Lcosα

．