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2022年北京冬奧會上,中國花樣滑冰隊的隋文靜、韓聰不負(fù)眾望,在雙人滑項目上強(qiáng)勢奪冠,這也是中國隊時隔12年之后再次登上奧運(yùn)會最高領(lǐng)獎臺.該項目有一項技術(shù)動作叫雙人螺旋線,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,細(xì)線便在空中劃出一個圓錐面,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)動動力學(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長度為L,重力加速度為g。
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(1)在緊貼著小球運(yùn)動的水面上加一光滑平板,使球在板上做勻速圓周運(yùn)動,此時細(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,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),測試發(fā)現(xiàn),當(dāng)小球的角速度ω小于某一值ω2時,細(xì)線會纏繞在豎直桿上,最后隨細(xì)桿轉(zhuǎn)動,如圖(d)所示,則ω2為多大?
(3)在題(2)情境下,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,如圖(e)所示,各部分長度之比|AB|:|AC|:|BC|=5:4:3.則當(dāng)小球以ω′=
2
g
3
L
勻速轉(zhuǎn)動時,兩細(xì)線的對小球的拉力分別多大?

【答案】見試題解答內(nèi)容
【解答】
【點(diǎn)評】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:137引用:6難度:0.6
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    (1)當(dāng)小球繞圓心O點(diǎn)勻速轉(zhuǎn)動時,如果小球剛好離開水平桌面,小球勻速轉(zhuǎn)動的角速度ω0為多大;
    (2)當(dāng)小球以
    ω
    1
    =
    g
    L
    繞圓心O點(diǎn)勻速轉(zhuǎn)動時,繩子張力F1為多大?桌面對小球支持力FN1為多大。

    發(fā)布:2024/10/20 2:0:1組卷:31引用:2難度:0.7
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