答案解析部分
1.【答案】A
2.【答案】C
3.【答案】C
4.【答案】C
5.【答案】B,C,D
6.【答案】B,D
7.【答案】C,D
8.【答案】(1)解:当AC绳拉直但没有力时,即FT1=0时,由重力和绳BC的拉力FT2的合力提供向心力,根据牛顿第二定律,有:
mgtan45°=m
其中:r=l•sin30°
解得:ωmax=3.16 rad/s
当FT2恰为零时,根据牛顿第二定律,有:
mgtan30°=m
解得:ωmin=2.4 rad/s
所以当2.4 rad/s<ω<3.16 rad/s时两绳均张紧.
答:小球的角速度在2.4 rad/s<ω<3.16 rad/s范围内两绳均张紧;
(2)解:当ω=3 rad/s时,两绳均处于张紧状态,此时小球受FT1、FT2、mg三力作用,正交分解后可得:
水平方向:FT1sin30°+FT2sin45°=mlsin30°ω2
竖直方向:FT1cos30°+FT2cos45°=mg
代入数据后解得:
FT1=0.27 N
FT2=1.09 N
答:当ω=3rad/s时,AC绳拉力为0.27N,BC绳拉力1.09N.
9.【答案】(1)解:设角速度为ω0时,物块所受静摩擦力为最大静摩擦力,有:
解得: ,
由于ω1= <ω0 , 绳子未被拉紧,
此时静摩擦力未达到最大值,F1=0.
答:当转盘的角速度ω1= 时,细绳的拉力为0;
(2)解:由于 ,故绳被拉紧,根据牛顿第二定律得:
F2+μmg=mrω22