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问题: 高一物理问题,关于曲线运动……

竖直放置的光滑铁圆环的半径为R=20cm,环上有一个穿孔的小球m,仅能沿环做无摩擦滑动,如果圆环环绕着通过环心的竖直轴O1O2以10rad/s的角速度旋转(g取10m/s2),则小球相对环静止进与环心O的连线与O1O2的夹角θ可能是( )
A.30°
B.45
C.60°
D.90°
请详细解答,谢谢!

解答:

如图,小球以O1为圆心做“匀速圆周运动”。
圆周运动的半径:r=R*cosθ

对物体分析受力:
(mg)*tanθ=m*ω^2*r=m*ω^2*(R*cosθ)

整理得:
cosθ=g/(ω^2*R)=10/(100*0.2)=1/2

故:θ=60°
选C