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图甲为游乐场的悬空旋转椅,我们把这种情况抽象为图乙的模型:一质量m=40kg的球通过长L=12.5m的轻绳悬于竖直面内的直角杆上,水平杆长L′=7.5m.整个装置绕竖直杆转动,绳子与竖直方向成
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问题描述:

图甲为游乐场的悬空旋转椅,我们把这种情况抽象为图乙的模型:一质量m=40kg的球通过长L=12.5m的轻绳悬于竖直面内的直角杆上,水平杆长L′=7.5m.整个装置绕竖直杆转动,绳子与竖直方向成θ角.当θ=37°时,(g=9.8m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)求:

(1)绳子的拉力大小;

(2)该装置转动的角速度.

黄晔春回答:
  (1)对球受力分析如图所示,球在竖直方向力平衡,故F拉cos37°=mg;则:F拉=mgcos37°;代入数据得F拉=500N(2)小球做圆周运动的向心力由绳拉力和重力的合力提供,故:mgtan37°=mω2(Lsin37°+L′)解得:ω=gta...
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