探究三
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变式训练4(2020山东聊城期末) 如图所示,一个人用一根长R=1.6 m的轻质细绳拴着 一个质量m=1 kg的小球在竖直平面内做圆周运动,且 小球恰好能够经过最高点。已知圆心O距离地面 h=6.6 m,转动中小球在最低点时绳子刚好断裂,此时 小球的速度4 m/s(g取10 m/s2)。试求: (1)小球恰好经过最高点时的速度大小; (2)绳子能够承受的最大拉力大小; (3)上述第(2)问中绳子断后,小球落地点到O的水平距离。
式
求解。
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变式训练3杂技演员表演“水流星”,在长为2.5 m的细绳的一端,系一个总质量为m=0.5 kg的 盛水容器(可视为质点),以绳的另一端为圆心, 在竖直平面内做圆周运动,如图所示,若“水流 星”通过最高点时的速率为5 m/s,则下列说法 正确的是(g取10 m/s2) ( )
A.“水流星”通过最高点时,有水从容器中流出 B.“水流星”通过最高点时,绳的张力及容器底部受到的水的压力均 为零 C.“水流星”通过最高点时,处于完全失重状态,不受力的作用 D.“水流星”通过最高点时,绳子的拉力大小为5 N
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解析:“水流星”在最高点的临界速度v=
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实例引导 例2(多选)如图所示,两个质量均为m的小木块a和b(可视为质点)放
在水平圆盘上,a与转轴OO'的距离为l,b与转轴的距离为2l。木块与
圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的k倍,重力加速度大小为g,
若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动,用ω表示圆盘转动的角