解题思路:先求出物体刚要离开锥面时的速度,此时支持力为零,根据牛顿第二定律求出该临界速度.
当速度大于临界速度,则物体离开锥面,当速度小于临界速度,物体还受到支持力,根据牛顿第二定律,物体在竖直方向上的合力为零,水平方向上的合力提供向心力,求解即可.
当物体刚离开锥面时,支持力为零,设其速度为v0,
由拉力与重力的合力提供向心力,则有:mgtanθ=m
v02
lsinθ
解之得:v0=
3gl
6
所以当速度v≤
3gl
6,物体在锥面上,则有:
Tsin30°-Ncos30°=m
v2
lsin30°,
Tcos30°+Nsin30°-mg=0
解得:N=
1
2mg−
3mv2
l,所以v增大时,N减小,摆角θ=30°,不发生变化,
当v>
点评:
本题考点: 向心力.
考点点评: 解决本题的关键找出物体的临界情况,以及能够熟练运用牛顿第二定律求解,难度适中.