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如图所示,将一根光滑的细金属棒折成V形,顶角为2θ,其对称轴竖直,在其中一边套上一个质量为m的小金属环P,若小金属环P随V形细金属棒绕其对称轴以角速度ω匀速转动时,小金属环与棒保持相对静止,则小金属环离对称轴的距离为多少?
分析:小金属环P随V形细金属棒绕其对称轴以角速度ω匀速转动,合外力提供向心力,根据向心力公式求出半径.
解答:解:金属球做匀速圆周运动,受重力和支持力,合力提供向心力,如图所示:

根据向心力公式得:mgcotθ=mω2r,
解得:r=
gcotθ
ω2

答:小金属环离对称轴的距离为
gcotθ
ω2
点评:本题主要考查了牛顿第二定律及匀速圆周向心力公式的直接应用,关键是对小球进行受力分析求出合力,难度不大,属于基础题.
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,将一根光滑的细金属棒折成V形,顶角为2θ,其对称轴竖直,在其中一边套上一个质量为m的小金属环P,
(1)若固定V形细金属棒,小金属环P从距离顶点O为x的A点处由静止自由滑下,则小金属环由静止下滑至顶点O点时需多少时间?
(2)若小金属环P随V形细金属棒绕其对称轴以每秒n转匀速转动时,则小金属环离对称轴的距离为多少?

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科目:高中物理 来源:2012年浙江省高一第一次质量检测物理卷 题型:计算题

如图所示,将一根光滑的细金属折成V形,顶角为,其对称轴竖直,在其中一边套上一个质量为m的小金属环P

(1)若固定V形细金属棒,小金属环P从距离顶点OxA点处由静止开始自由滑下,则小金属环由静止下滑至顶点O点时需多长时间?

(2)若小金属环P随V形细金属棒绕其对称轴以每秒n转匀速转动,则小金属环离对称轴的距离为多少?

 

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科目:高中物理 来源:2011年湖南省高三第四次月考物理卷 题型:计算题

如图所示,将一根光滑的细金属棒折成“V”形,顶角为2θ,其对称轴竖直,在其中一边套一个质量为m的小金属环P。

1.若固定“V”形细金属棒,小金属环P从距离顶点O为x的A点处由静止自由滑下,则小金属环由静止下滑至顶点O需多长时间?

2.若小金属环P随“V”形细金属棒绕其对称轴以每秒n转匀速转动时,则小金属环离对称轴的距离为多少?

 

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科目:高中物理 来源:2013届深圳高级中学高一第二学期期中测试物理试题 题型:计算题

如图所示,将一根光滑的细金属折成V形,顶角为,其对称轴竖直,在其中一边套上一个质量为m的小金属环P.

(1)若固定V形细金属棒,小金属环P从距离顶点O为x的A点处由静止开始自由滑下,则小金属环由静止下滑至顶点O点时需多长时间?

(2)若小金属环P随V形细金属棒绕其对称轴以每秒n转匀速转动,则小金属环离对称轴的距离为多少?

 

 

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