[思路探究] (1)环两侧的绳对环的拉力有何关系? (2)圆周运动的半径与绳总长有何关系? (3)环在竖直方向的合力为多少?
[解析] (1)环受力如图所示.圆环在竖直方向所受合外力为零,即:
Fsin θ=mg 所以 F=smingθ=10 N,即绳子的拉力为 10 N.
(2)圆环 在水平面内做匀速圆周运动 ,由于圆环光滑,所以 圆环两端绳的拉力大小相等.BC 段绳水平时,圆环做圆 周运动的半径 r=BC, 则有:r+ r =L
物体做加速圆周运动时,合外力方向与速 度方向的夹 角小于 90°,此时把F分解为两个互 相垂 直的分力,跟圆 周相切的 分力Ft和指向圆心方向的分力Fn,如图所示,其中Ft只改变v 的大小,使v增大,Fn只改变v的方向,Fn产生的加 速度就是 向心加速度.同理,F与v的夹角大于90°时,Ft使v减 小,Fn改 变v的方向.
2.(2014·高考安徽卷)如图所示,一倾斜的 匀质圆盘绕垂直于盘面的固定对称轴以恒 定角速度 ω 转动,盘面上离转轴距离 2.5 m 处有一小物体与圆盘始终保持相对静止.
物体与盘面间的动摩擦因数为 23g 取 10 m/s2.则 ω 的最大值是( C )
(3)将物体所受外力通过力的正交分解将其分解在 两个方
向上,其中一个方向沿半径指向圆心; (4)列方程:沿半径方向满足 F 合=mvr2=mω2r,垂直半径方 向合力为零; (5)解方程求出结果.
(2014·新余高一检测)一根长为L=2.5 m的轻绳两端分 别固定在一根竖直棒上的A、B两点,一个 质 量 为m=0.6 kg的光滑小圆环套在绳子上,当竖直棒以一定的角速 度转动 时,圆环以B为圆心在水平面上做匀速 圆周运动,(θ=37°, g=10 m/s2)则: (1)此时轻绳上的张力大小等于多少? (2)竖直棒转动的角速度为多大?