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如图所示,一条不可伸长的轻绳长为L,一端用手握住,另一端系一质量为m的小球,今使...

如图所示,一条不可伸长的轻绳长为L,一端用手握住,另一端系一质量为m的小球,今使手握的一端在水平桌面上做半径为R、角速度为ω的顺时针方向的匀速圆周运动,且使绳始终与半径为R的圆相切,小球也将在同一平面内做匀速圆周运动.求:
(1)小球做匀速圆周运动的线速度的大小
(2)小球在运动过程中所受到的摩擦阻力的大小.

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(1)根据几何关系求出小球的做圆周运动的半径,抓住小球的角速度和手转动的角速度相等,求出小球做匀速圆周运动的线速度大小. (2)小球在水平面受到拉力和摩擦力的合力提供向心力,根据向心力的大小,通过几何关系求出摩擦力的大小. 【解析】 (1)由题意 设小球做圆周运动的半径为r 则 设小球做匀速圆周运动的线速度为v 则有 (2)由知 小球在水平面上受绳子拉力F和摩擦力f其合力充当向心力, 由几何关系知 tanθ= f=Fntanθ 那么f=. 答:(1)小球做匀速圆周运动的线速度的大小. (2)小球在运动过程中所受到的摩擦阻力的大小f=.
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考点分析:
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即可利用公式计算出向心力.
(2)求小球受到的合力.结合上一问的测量,只要再测出悬点与小球间的竖直高度h,分析计算合力F=    (用你所测物理量符号表示).
(3)若Fn与F在误差范围相等,便粗略验证了向心力表达式正确性.
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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