(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 =0.6
质点上升的高度
h=L(1-cosθ)=2m
H′=(H+h)=5m
(2)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=
3
2 rad/s ③
(3)手机滑下来后沿圆周的切线方向平抛运动,
设手机从抛出至落地的水平距离为x,则 x=vt=ωDt
手机下落时间为t,有H′=
1
2 gt2
管理员跑动的距离为s=
x2+D2
联立解得s=5
7 m.
答:(1)转盘转动到稳定状态时,人距地面的高度为5m.
(2)最后转盘匀速转动时的角速度大约为
3
2 rad/s.
(3)他至少应该跑5
7 m.
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