在小球做匀速圆周运动的过程中,由于细绳不断缠在A、B上,其轨道半径逐渐减小.小球受到的绳子的拉力提供向心力,即
,且F随R的减小而增大,而运动的半周期
随绳长的减小而减小.推算出每个半周期的时间及周期数,就可求出总时间.根据绳子能承受的最大拉力,可求出细绳拉断所经历的时间.
在第一个半周期内:
在第二个半周期内:
在第三个半周期内:
在第n个半周期内:
由于
,所以n≤10.
(1)小球从开始运动到细线完全缠到A、B上的时间 t=t 1+t 2+…+t 10
(2)设在第x个半周期时,F x=7 N.由F x=
,代入数据后解得x=8,则所经历的时间: