如圖11所示，把一個質量m＝1 kg的物體通過兩根等長的細繩與豎直桿上A、B兩個固定點相連接，繩a、b長都是1 m，桿AB長度是1.6 m，直桿和球旋轉的角速度等于多少時，b繩上才有張力？

解析：如圖所示，a、b兩繩都伸直時，已知a、b繩長均為1 m，即      

＝＝1 m，＝＝0.8 m

在△AOD中，cosθ＝＝＝0.8

sinθ＝0.6，θ＝37°

小球做圓周運動的軌道半徑

r＝＝·sinθ＝1×0.6 m＝0.6 m.

b繩被拉直但無張力時，小球所受的重力mg與a繩拉力FTa的合力F為向心力，其受力分析如圖所示，由圖可知小球的向心力為

F＝mgtanθ

根據(jù)牛頓第二定律得

F＝mgtanθ＝mr·ω2

解得直桿和球的角速度為

ω＝＝ rad/s≈3.5 rad/s.

當直桿和球的角速度ω＞3.5 rad/s時，b中才有張力．

答案：ω＞3.5 rad/s

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

像打點計時器一樣，光電計時器也是一種研究物體運動情況的常見計時儀器，每個光電門都是由激光發(fā)射和接收裝置組成。當有物體從光電門通過時，光電計時器就可以顯示物體的擋光時間�，F(xiàn)利用如圖11所示裝置設計一個“探究物體運動的加速度與合外力、質量關系”的實驗，圖中NQ是水平桌面、PQ是一端帶有滑輪的長木板，1、2是固定在木板上間距為L的兩個光電門（與之連接的兩個光電計時器沒有畫出）�？梢匝b載鉤碼的小車上固定著用于擋光的窄片K，讓小車從木板的頂端滑下，光電門各自連接的計時器顯示窄片K的擋光時間分別為t1和t2。

（1）在某次測量中，用游標卡尺測量窄片K的寬度，游標卡尺如圖12所示，則窄片K的寬度d=       m（已知L>>d），光電門1、2各自連接的計時器顯示的擋光時間分別為t1=4.0×10-2s，t2=2.0×10-2s；

（2）用米尺測量兩光電門的間距為L=0.40m，則小車的加速度大小a=           m/s2；

（3）該實驗中，為了把砂和砂桶拉車的力當作小車受的合外力，就必須平衡小車受到的摩擦力，正確的做法是__________；

（4）某位同學通過測量，把砂和砂桶的重量當作小車的合外力F，作出a-F圖線。如圖13中的實線所示。試分析：圖線不通過坐標原點O的原因是                         ；曲線上部彎曲的原因是                  ;為了既能改變拉力F，又保證a-F圖象是直線，可以進行這樣的操作                                        。

 

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科目：高中物理 來源：2011屆北京市海淀區(qū)高三第二學期查漏補缺物理試題B 題型：實驗題

像打點計時器一樣，光電計時器也是一種研究物體運動情況的常見計時儀器，每個光電門都是由激光發(fā)射和接收裝置組成。當有物體從光電門通過時，光電計時器就可以顯示物體的擋光時間�，F(xiàn)利用如圖11所示裝置設計一個“探究物體運動的加速度與合外力、質量關系”的實驗，圖中NQ是水平桌面、PQ是一端帶有滑輪的長木板，1、2是固定在木板上間距為L的兩個光電門（與之連接的兩個光電計時器沒有畫出）�？梢匝b載鉤碼的小車上固定著用于擋光的窄片K，讓小車從木板的頂端滑下，光電門各自連接的計時器顯示窄片K的擋光時間分別為t1和t2。



（1）在某次測量中，用游標卡尺測量窄片K的寬度，游標卡尺如圖12所示，則窄片K的寬度d=        m（已知L>>d），光電門1、2各自連接的計時器顯示的擋光時間分別為t1=4.0×10-2s，t2=2.0×10-2s；

（2）用米尺測量兩光電門的間距為L=0.40m，則小車的加速度大小a=            m/s2；
（3）該實驗中，為了把砂和砂桶拉車的力當作小車受的合外力，就必須平衡小車受到的摩擦力，正確的做法是__________；
（4）某位同學通過測量，把砂和砂桶的重量當作小車的合外力F，作出a-F圖線。如圖13中的實線所示。試分析：圖線不通過坐標原點O的原因是                         ；曲線上部彎曲的原因是                   ;為了既能改變拉力F，又保證a-F圖象是直線，可以進行這樣的操作                                        。

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科目：高中物理 來源：2010-2011學年北京市海淀區(qū)高三第二學期查漏補缺物理試題B 題型：實驗題

像打點計時器一樣，光電計時器也是一種研究物體運動情況的常見計時儀器，每個光電門都是由激光發(fā)射和接收裝置組成。當有物體從光電門通過時，光電計時器就可以顯示物體的擋光時間。現(xiàn)利用如圖11所示裝置設計一個“探究物體運動的加速度與合外力、質量關系”的實驗，圖中NQ是水平桌面、PQ是一端帶有滑輪的長木板，1、2是固定在木板上間距為L的兩個光電門（與之連接的兩個光電計時器沒有畫出）�？梢匝b載鉤碼的小車上固定著用于擋光的窄片K，讓小車從木板的頂端滑下，光電門各自連接的計時器顯示窄片K的擋光時間分別為t1和t2。

（1）在某次測量中，用游標卡尺測量窄片K的寬度，游標卡尺如圖12所示，則窄片K的寬度d=        m（已知L>>d），光電門1、2各自連接的計時器顯示的擋光時間分別為t1=4.0×10-2s，t2=2.0×10-2s；

（2）用米尺測量兩光電門的間距為L=0.40m，則小車的加速度大小a=            m/s2；

（3）該實驗中，為了把砂和砂桶拉車的力當作小車受的合外力，就必須平衡小車受到的摩擦力，正確的做法是__________；

（4）某位同學通過測量，把砂和砂桶的重量當作小車的合外力F，作出a-F圖線。如圖13中的實線所示。試分析：圖線不通過坐標原點O的原因是                          ；曲線上部彎曲的原因是                   ;為了既能改變拉力F，又保證a-F圖象是直線，可以進行這樣的操作                                         。

 

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科目：高中物理 來源： 題型：

像打點計時器一樣，光電計時器也是一種研究物體運動情況的常見計時儀器，每個光電門都是由激光發(fā)射和接收裝置組成。當有物體從光電門通過時，光電計時器就可以顯示物體的擋光時間�，F(xiàn)利用如圖11所示裝置設計一個“探究物體運動的加速度與合外力、質量關系”的實驗，圖中NQ是水平桌面、PQ是一端帶有滑輪的長木板，1、2是固定在木板上間距為L的兩個光電門（與之連接的兩個光電計時器沒有畫出）�？梢匝b載鉤碼的小車上固定著用于擋光的窄片K，讓小車從木板的頂端滑下，光電門各自連接的計時器顯示窄片K的擋光時間分別為t1和t2。

（1）在某次測量中，用游標卡尺測量窄片K的寬度，游標卡尺如圖12所示，則窄片K的寬度d=　　　 m（已知L>>d），光電門1、2各自連接的計時器顯示的擋光時間分別為t1=4.0×10-2s，t2=2.0×10-2s；

（2）用米尺測量兩光電門的間距為L=0.40m，則小車的加速度大小a=　　　　　 m/s2；

（3）該實驗中，為了把砂和砂桶拉車的力當作小車受的合外力，就必須平衡小車受到的摩擦力，正確的做法是__________；

（4）某位同學通過測量，把砂和砂桶的重量當作小車的合外力F，作出a-F圖線。如圖13中的實線所示。試分析：圖線不通過坐標原點O的原因是　　　　　　　　　　　　 ；曲線上部彎曲的原因是　　　　　　　　 　;為了既能改變拉力F，又保證a-F圖象是直線，可以進行這樣的操作　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

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