如圖4-4-9所示，光滑桿上套有質(zhì)量為m的小球，桿繞豎直向上的OZ軸做角速度為ω的錐形轉(zhuǎn)動.小球恰與桿保持相對靜止.若其他條件不變，當(dāng)桿的角速度增加時，小球?qū)⑷绾芜\(yùn)動？

圖4-4-9

解析：合外力與物體所需向心力是一對“供”“需”矛盾的統(tǒng)一.當(dāng)“供”“需”相等時，物體就做勻速圓周運(yùn)動；當(dāng)“供”“需”不相等時，物體將做離心運(yùn)動或向心運(yùn)動，我們不妨對小球進(jìn)行受力分析，找出合外力以及小球所需向心力，隨著桿的角速度增加，比較兩者之間的變化，對小球?qū)淼倪\(yùn)動作出判斷.

選球?yàn)檠芯繉ο�，對球進(jìn)行受力分析，球受自身的重力mg和桿對它的支持力Fn，則球做勻速圓周運(yùn)動所需的向心力是由這兩個力的合力提供，設(shè)桿與OZ之間的夾角為θ.

小球所受的指向圓心的合力F=mgcotθ是不變的，當(dāng)ω增大時，mω2r也隨之增大，則合力F=mgcotθ小于球做圓周運(yùn)動所需要的向心力mω2r，即F=mgcotθ＜mω2r.故小球?qū)⒆鲭x心運(yùn)動而使半徑增大，直到小球被甩出桿為止.


練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖4-4-9所示，用一根長為L質(zhì)量不計(jì)的細(xì)桿與一個上弧長為l0、下弧長為d0的金屬線框的中點(diǎn)聯(lián)結(jié)并懸掛于O點(diǎn)，懸點(diǎn)正下方存在一個上弧長為2l0、下弧長為2d0的方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，且d0L,先將線框拉開到如圖4-4-9所示位置，松手后讓線框進(jìn)入磁場，忽略空氣阻力和摩擦，下列說法正確的是（    ）

圖4-4-9

A.金屬線框進(jìn)入磁場時感應(yīng)電流的方向?yàn)閍→b→c→d→a

B.金屬線框離開磁場時感應(yīng)電流的方向?yàn)閍→d→c→b→a

C.金屬線框dc邊進(jìn)入磁場與ab邊離開磁場的速度大小總是相等

D.金屬線框最終將在磁場內(nèi)做簡諧運(yùn)動

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖4-4-9所示，彈簧上端固定，下端懸掛一根磁鐵。將磁鐵托起到某一高度處放開，磁鐵能上下振動較長時間才停下來。如果在磁鐵下端放一個固定的閉合線圈，使磁鐵上下振動穿過它，磁鐵就會很快停下來。解釋這個現(xiàn)象，并說明此現(xiàn)象中能量轉(zhuǎn)化的情況。?

圖4-4-9

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖4-4-9所示，半徑為R的均勻球，重力大小為G.今欲使之滾上高度為h(h＜R)的臺階，則至少需加多大的力?

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科目：高中物理 來源： 題型：

在一水平面上放置相互接觸的兩物體A、B，如圖4-4-9所示，已知A、B兩物體與地面的最大靜摩擦力分別為8 N和4 N，若一水平力F=6 N，向右作用于A物體時，則A對B的作用力大小為多少？當(dāng)水平力向左作用于B時，則A對B的作用力又為多少？

   圖4-4-9

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科目：高中物理 來源： 題型：

在注滿水的玻璃管中放一個乒乓球，然后再用軟木塞封住管口，將此玻璃管放在旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)盤上，且保持與盤相對靜止，如圖4-4-9所示.則乒乓球會（    ）

圖4-4-9

A.向外側(cè)運(yùn)動                              B.向內(nèi)側(cè)運(yùn)動

C.保持不動                                 D.條件不足，無法判斷

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