如图所示,小球被系在轻绳的一端,能以O为圆心在竖直平面内做半径为0.4m的圆周运动,运动过程中,空气阻力不计.绳子能承受的最大拉力为小球重力的8倍,重力加速度m/s2。求:
(1)要使小球恰能通过圆周的最高点B时,小球在最高点B的速度大小?
(2)要使小球做圆周运动时,绳子不断,小球在最低点A的最大速度?
(3)改变小球在最低点A的速度大小,小球在竖直面内做曲线运动,使绳子始终不松弛且不被拉断,小球在最低点A的速度取值范围?
如图所示,小球被系在轻绳的一端,能以O为圆心在竖直平面内做半径为0.4m的圆周运动,运动过程中,空气阻力不计.绳子能承受的最大拉力为小球重力的8倍,重力加速度m/s2。求:
(1)要使小球恰能通过圆周的最高点B时,小球在最高点B的速度大小?
(2)要使小球做圆周运动时,绳子不断,小球在最低点A的最大速度?
(3)改变小球在最低点A的速度大小,小球在竖直面内做曲线运动,使绳子始终不松弛且不被拉断,小球在最低点A的速度取值范围?
解析:(1)在B点: 则
(2)在A点,绳子的拉力最大
临界状态: 则
(3)当小球上升高度h<R时,小球摆动:
当小球上升高度h>R时,小球做完整的圆周运动
能过顶点:
从A到B:
即