(1)设转盘匀速转动时绳子与竖直方向间的夹角为θ,质点所处的位置和受力情况如图所示,可得
sinθ=
=D?d L
=0.610?4 10
质点上升的高度为
h=L(1-cosθ)=4(1-cos60°)=2m
人与座椅所受合力提供向心力
F合=mgtanθ=mω2D ②
代入数据解得ω=
rad/s ③
3
2
(2)根据动能定理得:W-mgh=
mv21 2
又v=ωD
则得转盘从静止启动到稳定这一过程中,绳子对人做功W=mgh+
mv2=mgh+1 2
m(ωD)2=60×10×2+1 2
×60×(1 2
×10)2=3450J
3
2
答:
(1)最后转盘匀速转动时的角速度大约为
rad/s.
3
2
(2)转盘从静止启动到稳定这一过程中,绳子对人做功3450J.