问题 问答题

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.

答案

(1)由题意 设小球做圆周运动的半径为r

r=

R2+L2

设小球做匀速圆周运动的线速度为v

则有v=ωr=ω

R2+L2

(2)由Fn=mv2/rFn=mω2

R2+L2

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=

R
L

f=Fntanθ

那么f=

mω2R
R2+L2
L

答:(1)小球做匀速圆周运动的线速度的大小ω

R2+L2

(2)小球在运动过程中所受到的摩擦阻力的大小f=

mω2R
R2+L2
L

单项选择题
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