问题
计算题
如图所示,轻线一端系一质量为m的小球,另一端套在图钉A上,此时小球在光滑的水平平台上做半径为a、角速度为ω的匀速圆周运动.现拔掉图钉A之后又被A正上方距A高为h的图钉B套住,达稳定后,小球又在平台上做匀速圆周运动.求:
(1)从拔掉图钉A到被图钉B套住共用的时间.
(2)最后做圆周运动的角速度.
答案
解:(1)图钉A拔掉时,小球的线速度为v=ωa.小球沿切线方向飞出(如图),直到线环被图钉B套住,匀速运动的位移
则时间
(2)v可分解为切向速度v1和法向速度v2(如图),绳被拉紧后v2=0,小球以速度v1做匀速圆周运动,半径r=a+h
由,得