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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,在雙人滑項目上強勢奪冠,這也是中國隊時隔12年之后再次登上奧運會最高領(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:一細線一端系住一小球,另一端固定在一豎直細桿上,小球以一定大小的速度隨著細桿在水平面內(nèi)做勻速圓周運動,細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)點做勻速圓周運動動力學(xué)關(guān)系的典型特例。小球(可視為質(zhì)點)質(zhì)量為m,細線AC長度為L,重力加速度為g。(sin37°=0.6,cos37°=0.8,計算結(jié)果可用根號或分?jǐn)?shù)表示)
(1)在緊貼著小球運動的水面上加一光滑平板,使球在板上做勻速圓周運動,此時細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),再用一根細線,同樣一端系在該小球上,另一端固定在細桿上的B點,且當(dāng)兩條細線均伸直時,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
=
2
g
3
L
勻速轉(zhuǎn)動時,兩細線的對小球的拉力大小分別多大?
(3)在(2)情境下,當(dāng)小球以
ω
3
=
5
g
2
L
勻速轉(zhuǎn)動時,兩細線對小球的拉力大小分別為多大?

【答案】見試題解答內(nèi)容
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/12/29 14:0:1組卷:60引用:3難度:0.4
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