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物理
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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.
人气:316 ℃ 时间:2019-10-10 06:17:42
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=
mg
cosα
.
(2)根据牛顿第二定律得,mgtanα=
m
v
2
r
,
又r=Lsinα
解得v=
gLsinαtanα
.
(3)小球的角速度ω=
v
r
=
g
Lcosα
.
周期T=
2π
ω
=2π
Lcosα
g
.
答:(1)线的拉力F=
mg
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
g
Lcosα
、
2π
Lcosα
g
.
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