问题 填空题

一根长为1m、质量为0.2kg的均匀直尺AB放在水平桌面上,有20cm长的一段伸在桌面之外,今在它的一端用细线悬挂一个质量为0.1kg的小球.现将小球拉起,使悬线与竖直方向成θ角,如图所示,然后由静止释放小球,若小球摆到最低位置时,直尺仅对桌面边缘有压力,则θ的角度数为______.

答案

根据力矩平衡有:

4
5
mg×
2
5
l=
1
5
mg×
1
10
l+F×
1
5
l

解得F=3N.

在最低点,根据牛顿第二定律得,F-mg=m

v2
r

小球摆到最低点的过程中机械能守恒,有mgr(1-cosθ)=

1
2
mv2

联立两式解得:θ=90°

故答案为:90°.

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