如图所示,在内壁光滑的平底试管内放一个质量为1g的小球,试管的开口端加盖与水平轴O连接.试管底与O点相距5cm,试管在转轴带动下,在竖直平面内做匀速圆周运动.求:(1)转轴的-物理

题目简介

如图所示,在内壁光滑的平底试管内放一个质量为1g的小球,试管的开口端加盖与水平轴O连接.试管底与O点相距5cm,试管在转轴带动下,在竖直平面内做匀速圆周运动.求:(1)转轴的-物理

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如图所示,在内壁光滑的平底试管内放一个质量为1g的小球,试管的开口端加盖与水平轴O连接.试管底与O点相距5cm,试管在转轴带动下,在竖直平面内做匀速圆周运动.求:
(1)转轴的角速度达到多大时,试管底所受压力的最大值等于最小值的3倍?
(2)转轴的角速度满足什么条件时,会出现小球与试管底脱离接触的情况?(g=10m/s2,结果可以保留根号)360优课网
题型:问答题难度:中档来源:不详

答案

(1)在最高点时对试管的压力最小,根据向心力公式有:
Nmin+mg=mω2r
在最低点时对试管的压力最大,根据向心力公式有:
Nmax-mg=mω2r
因为Nmax=3Nmin
所以解得:ω=20rad/s;
(2)当小球对试管的压力正好等于0时,小球刚好与试管分离,根据向心力公式得:
mg=mω02r        
解得:ω0=10
2
rad/s

所以当ω<10
2
rad/s
时会脱离接触
答:(1)转轴的角速度达到20rad/s时,试管底所受压力的最大值等于最小值的3倍;
(2)转轴的角速度满足ω<10
2
rad/s
时,会出现小球与试管底脱离接触的情况.

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