(1)若要小球离开锥面,则小球的角速度ω0至少为多大?
(2)若细线与竖直方向的夹角为60°,则小球的角速度ω′为多大?
解析 (1)若要小球刚好离开锥面,则小球受到重力和细线拉力,如图所示。
小球做匀速圆周运动的轨迹圆在水平面上,故向心力水平,在水平方向运用牛顿第二定律及向心力公式得mgtanθ=mωlsinθ
解得ω=
即ω0= = rad/s。
(2)同理,当细线与竖直方向成60°角时,由牛顿第二定律及向心力公式得mgtanα=mω′2lsinα
解得ω′2=
即ω′= =2 rad/s。
答案 (1) rad/s (2)2 rad/s
方法感悟
(1)圆锥摆类圆周运动问题,关键是确定轨道圆心、半径及有关物理量,