如圖所示，一個光滑的圓錐體固定在水平桌面上，其軸線沿豎直方向，母線與軸線之間的夾角為θ=30°．一長為L的輕繩一端固定在圓錐體的頂點(diǎn)O處，另一端拴著一個質(zhì)量為m的小物體．物體以速度v繞圓錐體的軸線在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動．（結(jié)果可保留根式）
（1）當(dāng)數(shù)學(xué)公式時，求繩對物體的拉力；
（2）當(dāng)數(shù)學(xué)公式時，求繩對物體的拉力．

解：當(dāng)物體離開錐面時：Tcosθ-mg=0，Tsinθ=，R=Lsinθ
解得v=．
（1）v1＜v時，有，T1cosθ+N1sinθ-mg=0
解得．
故當(dāng)時，求繩對物體的拉力．
（2）v2＞v時，球離開錐面，設(shè)線與豎直方向上的夾角為α，
則T2cosα-mg=0

R2=Lsinα
解得T2=2mg．
故當(dāng)時，求繩對物體的拉力T2=2mg．
分析：求出物體剛要離開錐面時的速度，此時支持力為零，根據(jù)牛頓第二定律求出該臨界速度．當(dāng)速度大于臨界速度，則物體離開錐面，當(dāng)速度小于臨界速度，物體還受到支持力，根據(jù)牛頓第二定律，物體在豎直方向上的合力為零，水平方向上的合力提供向心力，求出繩子的拉力．
點(diǎn)評：解決本題的關(guān)鍵找出物體的臨界情況，以及能夠熟練運(yùn)用牛頓第二定律求解．
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，一個光滑的小球，放置在墻壁和斜木板之間，當(dāng)斜木板和豎直 墻壁的夾角θ角緩慢增大時（θ＜90°），則（　�。�

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，一個光滑的水平軌道與半圓軌道相連接，其中半圓軌道在豎直平面內(nèi)，半徑為R，質(zhì)量為m的小球由靜止在水平恒力作用下從C點(diǎn)加速至A點(diǎn)滾上半圓，小球通過軌道的最高點(diǎn)B后恰好作平拋運(yùn)動，且正好落在水平地面上的C點(diǎn)，已知AC=AB=2R，（摩擦不計） 求：
（1）小球在A點(diǎn)時的速度大小   
（2）水平恒力F大�。�

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，一個光滑的圓錐體固定在水平桌面上，其軸線沿豎直方向，母線與軸線之間的夾角為θ=30°．一長為L的輕繩一端固定在圓錐體的頂點(diǎn)O處，另一端拴著一個質(zhì)量為m的小物體．物體以速度v繞圓錐體的軸線在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動．（結(jié)果可保留根式）
（1）當(dāng)v1=
1
6
gL
時，求繩對物體的拉力；
（2）當(dāng)v2=
3
2
gL
時，求繩對物體的拉力．

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，一個光滑的圓錐體固定在水平圓盤上，其軸線沿豎直方向并與圓盤中心重合，母線與軸線間的夾角為θ．一條長為l的細(xì)繩，一端固定在圓錐體的頂點(diǎn)O處，另一端拴著一質(zhì)量為m的小球（可視為質(zhì)點(diǎn)）．現(xiàn)讓圓錐體繞其中心軸線由靜止開始轉(zhuǎn)動，求當(dāng)其角速度由零增大到
2g
lcosθ
且穩(wěn)定時的過程中，細(xì)繩拉力對小球所做的功．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，一個光滑的圓錐體固定在水平桌面上，其軸線沿豎直方向，母線與軸線的夾角θ=30°，一條長為l的繩，一端固定在圓錐體的頂點(diǎn)O，另一端系一個質(zhì)量為m的小球（可視為質(zhì)點(diǎn)），小球以角速度ω繞圓錐體的軸線在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動．試分析：
（1）小球以角速度ω=
2g
3l
轉(zhuǎn)動時，繩子的拉力和圓錐體對小球的支持力；
（2）小球以角速度ω=2
g
3l
轉(zhuǎn)動時，繩子的拉力和圓錐體對小球的支持力．

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