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2022年北京冬奧會(huì)上,中國花樣滑冰隊(duì)的隋文靜、韓聰不負(fù)眾望,在雙人滑項(xiàng)目上強(qiáng)勢(shì)奪冠,這也是中國隊(duì)時(shí)隔12年之后再次登上奧運(yùn)會(huì)最高領(lǐng)獎(jiǎng)臺(tái)。該項(xiàng)目有一項(xiàng)技術(shù)動(dòng)作叫雙人螺旋線,如圖(a)所示,以男選手成為軸心,女選手圍繞男選手旋轉(zhuǎn)。將這一情景抽象成,如圖(b)所示:一細(xì)線一端系住一小球,另一端固定在一豎直細(xì)桿上,小球以一定大小的速度隨著細(xì)桿在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),細(xì)線便在空中劃出一個(gè)圓錐面,這樣的模型叫“圓錐擺”。圓錐擺是研究水平面內(nèi)質(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)動(dòng)力學(xué)關(guān)系的典型特例。小球(可視為質(zhì)點(diǎn))質(zhì)量為m,細(xì)線AC長(zhǎng)度為L(zhǎng),重力加速度為g。(sin37°=0.6,cos37°=0.8,計(jì)算結(jié)果可用根號(hào)或分?jǐn)?shù)表示)
(1)在緊貼著小球運(yùn)動(dòng)的水面上加一光滑平板,使球在板上做勻速圓周運(yùn)動(dòng),此時(shí)細(xì)線與豎直方向所成夾角為θ,如圖(c)所示,當(dāng)小球的角速度ω大于某一值ω1時(shí),小球?qū)⒚撾x平板,則ω1為多大?
(2)撤去光滑平板,讓小球在空中旋轉(zhuǎn),再用一根細(xì)線,同樣一端系在該小球上,另一端固定在細(xì)桿上的B點(diǎn),且當(dāng)兩條細(xì)線均伸直時(shí),如圖(e)所示,各部分長(zhǎng)度之比|AB|:|AC|:|BC|=5:4:3。則當(dāng)小球以
ω
2
=
2
g
3
L
勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),兩細(xì)線的對(duì)小球的拉力大小分別多大?
(3)在(2)情境下,當(dāng)小球以
ω
3
=
5
g
2
L
勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),兩細(xì)線對(duì)小球的拉力大小分別為多大?
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:50引用:3難度:0.4
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