如圖所示,AB為豎直轉(zhuǎn)軸,細(xì)繩ACBC的結(jié)點(diǎn)C系一質(zhì)量為m的小球,兩繩能承擔(dān)的最大拉力均為2mg。當(dāng)ACBC均拉直時(shí)∠ABC=90°,∠ACB=53°,BC=1m。豎直軸AB勻速轉(zhuǎn)動(dòng),C球在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。

求:
(1)要使兩條細(xì)繩都拉直,C球的線速度至少多大?
(2)當(dāng)C球的線速度增大時(shí),ACBC哪條繩先斷?當(dāng)其中一條繩剛要斷時(shí),C球的線速度多大?
g=10m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6)
(1) m/s(2)BC繩先斷, m/s

試題分析:(1)若角速度太小,則BC繩子容易松弛,即dangBC剛好松弛,且未發(fā)生形變時(shí),此時(shí)轉(zhuǎn)速最小,即AC繩子拉力和重力提供向心力:,代入數(shù)據(jù)則
(2)C求速度繼續(xù)增加,則AC、BC繩子拉力變大,只要繩子不斷,即,,只要BC不斷,AC就不會(huì)斷。顯然BC先斷。即當(dāng)BC剛好要斷時(shí)、AC的拉力和重力,三個(gè)力提供向心力,此時(shí),線速度為
點(diǎn)評(píng):本題考查了圓周運(yùn)動(dòng)臨界問(wèn)題的分析,通過(guò)向心力來(lái)源的分析判斷臨界條件。
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相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

某原子電離后其核外只有一個(gè)電子,若該電子在核的經(jīng)典力作用下繞核做勻速圓周運(yùn)動(dòng),那么電子運(yùn)動(dòng)
A.半徑越大,加速度越大B.半徑越小,周期越大
C.半徑越大,角速度越小D.半徑越小,線速度越小

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:填空題

如圖9所示裝置中,三個(gè)輪的半徑分別為r、2r、4r,則圖中a、b、c各點(diǎn)的線速度之比va∶vb∶vc =               ;角速度之比ωa∶ωb∶ωc =                ;加速度之比aa∶ab∶ac =                 

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

在勻速圓周運(yùn)動(dòng)中,下列物理量中不變的是(     )
A.角速度B.線速度
C.向心加速度D.作用在物體上的合外力

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:填空題

如圖所示的皮帶傳動(dòng)裝置中,輪A和B同軸,A、B、C分別是三個(gè)輪邊緣的質(zhì)點(diǎn),且RA=RC=2RB,若皮帶不打滑,則A、B、C三點(diǎn)的角速度之比ωABc =            ,向心加速度之比aA : aB : aC =              。

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

如圖所示是甲、乙兩球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度隨半徑變化的關(guān)系圖線: (    )
                          
A.甲球運(yùn)動(dòng)時(shí)線速度大小保持不變
B.乙球運(yùn)動(dòng)時(shí)線速度大小保持不變
C.甲球運(yùn)動(dòng)時(shí)角速度大小保持不變
D.乙球運(yùn)動(dòng)時(shí)角速度大小保持不變

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:填空題

如圖所示裝置中,左側(cè)兩輪為輪軸,a、c兩輪用皮帶傳動(dòng),不打滑。a、b、c、d四個(gè)點(diǎn)到其所在輪圓心的距離分別為、、2、4,求圖中a、b兩點(diǎn)的角速度之比________;a、d兩點(diǎn)加速度之比______。

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

輕桿一端固定有質(zhì)量為m=1kg的小球,另一端安裝在水平軸上,轉(zhuǎn)軸到小球的距離為5cm。轉(zhuǎn)軸固定在質(zhì)量M=5kg的三角形的帶電動(dòng)機(jī)(電動(dòng)機(jī)沒(méi)畫(huà)出來(lái))的支架上。在電動(dòng)機(jī)作用下,輕桿在豎直面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),如圖。若轉(zhuǎn)軸達(dá)到某一恒定轉(zhuǎn)速n時(shí),在最高點(diǎn),桿受到小球的壓力為2N,重力加速度g=10m/s2,則( )
A.小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí), 小球受到的向心力為12N
B.小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí),地面對(duì)M的支持力為52N
C.小球運(yùn)動(dòng)到圖示水平位置時(shí),地面對(duì)M的摩擦力為8N
D.把桿換成輕繩,同樣轉(zhuǎn)速的情況下,小球仍能通過(guò)圖示的最高點(diǎn)

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

質(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),下列說(shuō)法正確的是 (    )
A.線速度越大,周期一定越小B.角速度越大,周期一定越小 
C.轉(zhuǎn)速越小,周期一定越小   D.圓周半徑越大,周期一定越小

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同步練習(xí)冊(cè)答案