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
则r=R2+L2
设小球做匀速圆周运动的线速度为v
则有v=ωr=ωR2+L2
(2)由Fn=mv2/r知Fn=mω2R2+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