Question

如图所示，在光滑的圆锥顶端，用长为L=2m的细绳悬一质量为m=1kg的小球，圆锥顶角为2θ=74°。求：（1）当小球ω=1rad/s的角速度随圆锥体做匀速圆周运动时，细绳上的拉力。（2）当小球以ω=5rad/s的角速度随圆锥体做匀速圆周运动时，细绳上的拉力。

Answer 1

26N，50N

[提示]要先判断小球是否离开圆锥面。[全解]小球在圆锥面上运动时，受到重力G，细绳的拉力T和斜面的支持力N。将这些力分解在水平方向和竖直方向上。
有： ①
 ②
设小球以角速度ω₀转动时，小球刚好离开斜面时，此时，由N=0代入①②两式得：
。
当小球以ω="1rad/s" 转动时，由小球在斜面上运动，由①②两式得：
；
当小球以ω="5rad/s" 转动时，小球将离开斜面，此时受到拉力和重力，设细绳与竖直方向得夹角为α，则，代入数据解得：T=50N