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详解,第二问小球为什么向左上方摆起,详解三问的小球运动状态,详解

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:物理作业 时间:2024/05/14 14:47:43

详解,第二问小球为什么向左上方摆起,详解三问的小球运动状态,详解
解题思路: (1)细线AB上张力恰为零时小球靠重力和拉力的合力提供向心力,根据牛顿第二定律求出角速度的大小. (2)s时,细线AB松弛,根据小球重力和拉力的合力提供向心力求出细线AC与竖直方向的夹角. (3)根据牛顿第二定律分别求出ω≤ω1= 时、ω1≤ω≤ω2时、ω>ω2时拉力的大小,从而确定细线AC上张力T随角速度的平方ω2变化的关系,并作出图象.
解题过程:
解: (1)细线AB上张力恰为零时有 解得 (2)时,细线AB应松弛 解得,即θ'=53°此时细线AB恰好竖直,但张力为零.
(3)时,细线AB水平,细线AC上张力的竖直分量等于小球的重力Tcosθ=mg
ω1≤ω≤ω2时细线AB松弛
细线AC上张力的水平分量等于小球做圆周运动需要的向心力
ω>ω2时,细线AB在竖直方向绷直,仍然由细线AC上张力的水平分量提供小球做圆周运动需要的向心力 综上所述时,T=12.5N不变
ω>ω1时,T=mω2l=ω2(N)T-ω2关系图象如图所示.
最终答案: