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如圖所示,長0.40 m的細繩,一端拴一質量為0.2 kg的小球,在光滑水平面上繞繩的另一端做勻速圓周運動.若運動的角速度為5.0 rad/s,求繩對小球需施多大拉力.

答案:
解析:

  答案:2.0 N

  解析:小球沿半徑等于繩長的圓周做勻速圓周運動,根據向心力公式,所需向心力的大小為:

  F=mω2r=0.2×0.40×5.02 N=2.0 N

  為此,繩對小球需施加拉力的大小為F=F=2.0 N.

  思路分析:運動中,小球受到豎直向下的重力G、豎直向上的水平面支持力FN和沿繩指向圓心的繩的拉力F,這三個力的合力提供了小球做勻速圓周運動所需的向心力.由于其中重力G和支持力FN為一對平衡力,因此實際由繩的拉力為小球做勻速圓周運動的向心力.


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圖4-2-3

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