解题思路:(1)两球做圆周运动,角速度相等,靠弹簧的弹力提供向心力,根据向心力的关系结合胡克定律和牛顿第二定律求出距离中心的距离.
(2)抓住B的转动半径小于L,结合B离中心转轴的距离表达式求出角速度的范围.
(1)因为弹簧对A、B两球的弹力相等,知A、B两球做圆周运动的向心力相等,有:
2mrAω2=mrBω2
所以:rB=2rA.
根据牛顿第二定律得:2mrAω2=k(rA+rB−L)
解得:rA=
kL
3k−2mω2,rB=
2kL
3k−2mω2.
(2)若转台的直径为2L,则rB<L.
因为:rB=
2kL
3k−2mω2,解得:ω<
k
2m.
答:(1)A、B两球分别离开中心转轴的距离分别为:rA=
kL
3k−2mω2,rB=
2kL
3k−2mω2.
(2)角速度ω的取值范围为ω<
k
2m.
点评:
本题考点: 向心力;牛顿第二定律.
考点点评: 解决本题的关键两球的角速度相等,靠弹力提供向心力,根据牛顿第二定律进行求解.