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如图所示,已知绳长为L=50cm,水平杆L′=0.2m,小球质量m=0.8kg,...

如图所示,已知绳长为L=50cm,水平杆L′=0.2m,小球质量m=0.8kg,整个装置可绕竖直轴转动,绳子与竖直方向成角(,),(g取10m/s2.:

(1)绳子的张力为多少?

(2)该装置转动的角速度多大?

 

(1) F=10N (2) 【解析】试题分析:对小球受力分析,根据正交分解求出绳子的张力;小球受重力和拉力的合力提供向心力,根据牛顿第二定律求出角速度的大小。 (1)小球受重力和拉力,正交分解在竖直方向:Fcos37°=mg 即:F=mg/cos37°=10N (2) 小球绕杆做圆周运动,其轨道平面在水平面内,轨道半径:r=0.2+Lsin37°=0.5m 对小球受力分析如图所示,设绳对小球的拉力为F,重力为mg,则绳的拉力与重力的合力提供小球做圆周运动的向心力. 对小球由牛顿第二定律可得: mgtan37°=mrw2 解得: 点睛:解决本题的关键知道小球做圆周运动向心力的来源,画出小球的受力图,然后再结合牛顿第二定律进行求解  
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考点分析:
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有一辆质量为800kg的小汽车,驶过半径R=40m的一段圆弧形桥面,重力加速度g=10m/s2。求:

(1)若桥面为凹形,汽车以10ms的速度通过桥面最低点时,汽车对桥面压力是多大?

(2)若桥面为凸形,汽车以10ms的速度通过桥面最高点时,汽车对桥面压力是多大?

(3)若桥面为凸形, 汽车以多大的速度通过桥面最高点时, 汽车对桥面压力恰好为零?

 

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