Question

在雙人花樣滑冰比賽中，有時會看到被男運(yùn)動員拉著的女運(yùn)動員離開地面在空中做圓錐擺運(yùn)動的精彩場面，質(zhì)量為m的女運(yùn)動員做圓錐擺運(yùn)動時和水平冰面的夾角為θ，轉(zhuǎn)動過程中女運(yùn)動員的重心做勻速圓周運(yùn)動的半徑為r，重力加速度為g，求：
（1）該女運(yùn)動員受到拉力的大�。�
（2）該女運(yùn)動員做圓錐擺運(yùn)動的周期．

Answer 1

分析：以女運(yùn)動員為研究對象，分析受力情況，作出力圖，由重力和男運(yùn)動員的拉力的合力提供女運(yùn)動員的向心力，根據(jù)力的合成與分解求解拉力，根據(jù)向心力公式求解周期．

解答：解：以女運(yùn)動員為研究對象，分析受力情況，受到拉力和重力，
則女運(yùn)動員受到的拉力
    F=

mg

sinθ

向心力F_n=mgcotθ，由向心力公式得：
mgcotθ=m

4π2r

T2

解得：T=

4π2r gcotθ

答：（1）該女運(yùn)動員受到拉力的大小為

mg

sinθ

．
（2）該女運(yùn)動員做圓錐擺運(yùn)動的周期為

4π2r gcotθ

．

點(diǎn)評：本題是實(shí)際問題，要建立物理模型，對實(shí)際問題進(jìn)行簡化．常規(guī)題，難度不大．