长为L的细线,拴一质量为m的小球,一端固定于O点.让其在水平面内做匀速圆周运动(这种运动通常称为圆锥摆运动),如图.求摆
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解题思路:小球在重力和拉力合力作用下做圆周运动,靠两个力的合力提供向心力,根据牛顿第二定律求出线速度、角速度和周期的大小.

(1)小球受重力和拉力作用,两个力的合力提供向心力,根据合成法得,

F=[mg/cosα].

(2)根据牛顿第二定律得,mgtanα=m

v2

r,

又r=Lsinα

解得v=

gLsinαtanα.

(3)小球的角速度ω=

v

r=

g

Lcosα.

周期T=

ω=2π

Lcosα

g.

答:(1)线的拉力F=[mg/cosα].

(2)小球运动的线速度的大小v=

gLsinαtanα.

(3)小球运动的角速度及周期分别为

g

Lcosα、2π

Lcosα

g.

点评:

本题考点: 向心力;牛顿第二定律.

考点点评: 解决本题的关键搞清小球做圆周运动向心力的来源,运用牛顿第二定律进行求解.

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