
(20-21高一下·浙江·阶段练习)游乐场里有各种有趣的游戏项目,空中飞椅因其刺激性而深受很多年轻人的喜爱。如左、中图所示,钢绳一端系着座椅,另一端固定在半径为r的水平转盘边缘,转盘可绕穿过其中心的竖直轴转动。为了更容易理解装置的工作原理和物理本质,把它进一步简化为圆锥摆模型(即r=0),如右图所示,人和座椅可以当作质点,总质量为m,钢绳长度L,钢绳与竖直方向的夹角,不计钢绳的重力和一切阻力。当飞椅绕轴转动的角速度逐渐增大时,质点m与地面的高度也会随之发生变化。求:
(1)当钢绳与竖直方向的夹角为1时,飞椅旋转的角速度ω1=?
(2)若钢绳能承受的最大张力为Fmax,为安全起见,飞椅转动的角速度应满足什么条件?
(3)当飞椅从静止开始快速绕轴转动并达到稳定速度时,钢绳受到的拉力为,求此过程中钢绳对m所做的功W=?
【答案】(1);(2)
;(3)
【知识点】应用动能定理求变力的功
该题有详细解析可以查阅
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