问题 计算题

用长L=0.5米的细绳,一端拴一质量m=1千克的小球,另一端固定在离水平桌高h=0.3米的O点上,使小球在光滑桌面上做匀速圆周运动(如图所示)。

(1)如果运动速率v=1.2米/秒,求此时绳对球的拉力与球对桌面的压力;

(2)为使小球不离开桌面做圆周运动,它的速率不能超过多大?

答案

解:(1)设绳子对球的拉力为T,桌面对球的支持力为Fn,对球进行受力分析有:

竖直方向:① 

水平方向:② 

由几何关系:

联立①②③三式解得T=4.5N,Fn=7.3N 由牛顿第三定律,球对桌面的压力:

(2)当球刚要离开桌面时临界条件Fn=0,此时球有最大速度。

竖直方向:

水平方向:

联立⑤⑥两式解得

名词解释
单项选择题