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【題目】水平面上有一豎直放置長H=1.3m的桿PO,一長L=0.9m的輕細繩兩端系在桿上P、Q兩點,PQ間距離為d=0.3m,一質量為m=1.0kg的小環(huán)套在繩上。桿靜止時,小環(huán)靠在桿上,細繩方向豎直;當桿繞豎直軸以角速度ω旋轉時,如圖所示,小環(huán)與Q點等高,細繩恰好被繃斷。重力加速度g=10ms2,忽略一切摩擦。求:

(1)桿靜止時細繩受到的拉力大小T

(2)細繩斷裂時桿旋轉的角速度大小ω;

(3)小環(huán)著地點與O點的距離D。

【答案】(1)5N (2) (3)1.6m

【解析】

(1)桿靜止時環(huán)受力平衡,有2Tmg 得:T=5N
(2)繩斷裂前瞬間,環(huán)與Q點間距離為r,有r2d2=(Lr2
環(huán)到兩系點連線的夾角為θ,有,
繩的彈力為T1,有T1sinθ=mg
T1cosθ+T1mω2r

(3)繩斷裂后,環(huán)做平拋運動,水平方向svt
豎直方向
環(huán)做平拋的初速度v=ωr
小環(huán)著地點與桿的距離D2r2s2
D=1.6m

練習冊系列答案
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C.墊高木板,在連接紙帶的情況下,使小車恰好能沿斜面勻速下滑

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