如图所示,质量为m的小球置于正方体的光滑盒子中,盒子的边长略大于球的直径.某同学拿着该盒子在竖直平面内做半径为R的匀速圆周运动,已知重力加速度为g,空气阻力不计,要使-物理

题目简介

如图所示,质量为m的小球置于正方体的光滑盒子中,盒子的边长略大于球的直径.某同学拿着该盒子在竖直平面内做半径为R的匀速圆周运动,已知重力加速度为g,空气阻力不计,要使-物理

题目详情

如图所示,质量为m的小球置于正方体的光滑盒子中,盒子的边长略大于球的直径.某同学拿着该盒子在竖直平面内做半径为R的匀速圆周运动,已知重力加速度为g,空气阻力不计,要使盒子在最高点时盒子与小球之间恰好无作用力,则该盒子做匀速圆周运动的周期为______.若盒子以此周期的
1
2
做匀速圆周运动,则当盒子运动到图示球心与O点位于同一水平面位置时,小球的向心加速度大小为______.360优课网
题型:填空题难度:中档来源:不详

答案

设此时盒子的运动周期为T0,因为在最高点时盒子与小球之间刚好无作用力,因此小球仅受重力作用.根据牛顿运动定律得:
mg=m
v2
R

又周期T0=class="stub"2πR
v

解之得:T0=2π
class="stub"R
g

设此时盒子的运动周期为T,则此时小球的向心加速度为:an=
4π2
T2
R
由于g=
4π2
T20
R 且T=
T0
2

由上述三式知:an=4g
故答案为:T0=2π
class="stub"R
g
,4g.

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