Question

如圖所示，把一個質量m=1 kg的物體通過兩根等長的細繩與豎直桿上A、B兩個固定點相連接，繩a、b長都是1 m。AB長度是1.6 m，直桿和球旋轉的角速度等于多少時，b繩上才有張力？

Answer 1

當直桿和球的角速度時，b中才有張力。

解析:

抓住臨界條件：當b繩剛好伸直還無張力時的角速度為球旋轉的最小角速度。

已知a、b繩長均為lm，即

在△AOm中，

小球做圓周運動的軌道半徑

b繩被拉直但無張力時，小球所受的重力mg與a繩拉力的合力F為向心力，其受力分析如圖所示，由圖可知小球的向心力為

根據牛頓第二定律得

解得直桿和球的角速度為

當直桿和球的角速度時，b中才有張力。