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如图6-7-2所示,两个质量分别为m1=50 g和m2=100 g的光滑小球套在水平光滑杆上,两球相距21 cm,并用细线连接,欲使两球绕轴以600 r/min的转速在水平面内转动而无滑动,两球离转动中心各为多少厘米?绳上拉力是多少?

6-7-2

思路分析:两物体均做匀速圆周运动,向心力是细线上的张力,故两物体向心力大小相同.它们绕同轴转动,故角速度也相同.

解析:设两球离中心的距离分别为R1和R2,绳上的张力为F.则由F=F=m1ω2R1=m2ω2R2

得:m1R1=m2R2

    所以:=2,因为R1+R2=21 cm

    由以上两式解得:R1=14 cm;R2=7 cm.

    绳上的拉力:F=m1ω2R1=m·4π2n2R1=27.6 N.

答案:14 cm      7 cm      27.6 N

练习册系列答案
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如图6-7-1所示,长0.40 m的细绳,一端拴一质量为0.2 kg的小球,在光滑水平面上绕绳的另一端做匀速圆周运动.若运动的角速度为5.0 rad/s,求绳对小球需施多大拉力.

6-7-1

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在光滑水平面上相距20 cm的两点钉上A、B两个钉子,一根长1 m的细绳一端系小球,另一端拴在A钉上,如图6-7-8所示.已知小球质量为0.4 kg,小球开始以2 m/s的速度做水平匀速圆周运动,若绳所能承受的最大拉力为4 N,则从开始运动到绳拉断历时为(    )

6-7-8

A.2.4π s               B.1.4π s                   C.1.2π s               D.0.9π s

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甲、乙两名溜冰运动员,M=80 kg,M=40 kg,面对面拉着弹簧秤做圆周运动的溜冰表演,如图6-7-9所示,两个相距0.9 m,弹簧秤的示数为9.2 N,下列判断正确的是(    )

6-7-9

A.两人的线速度相同,约为40 m/s

B.两人的角速度相同,为6 rad/s

C.两人的运动半径相同,都是0.45 m

D.两人的运动半径不同,甲为0.3 m,乙为0.6 m

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如图6-7-10所示,在光滑的以角速度ω旋转的细杆上穿有质量分别为m和M的两球,两球用轻细线连接.若M>m,则(    )

6-7-10

A.当两球离轴距离相等时,两球相对杆不动

B.当两球离轴距离之比等于质量之比时,两球相对杆都不动

C.若转速为ω时,两球相对杆都不动,那么转速为2ω时两球也不动

D.若两球相对杆滑动,一定向同一方向,不会相向滑动

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