Question

如圖所示，在內(nèi)壁光滑的平底試管內(nèi)放一個(gè)質(zhì)量為m=10g的小球（可視為質(zhì)點(diǎn)），試管的開口端加蓋與水平軸O連接，試管底與O相距為L(zhǎng)=10cm，試管在轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)下沿豎直平面做勻速圓周運(yùn)動(dòng)．g取10m/s²．求：

(1) 轉(zhuǎn)軸的角速度滿足什么條件時(shí)，小球不會(huì)脫離試管底？

(2) 當(dāng)轉(zhuǎn)軸的角速度為30rad/s時(shí)，小球到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)對(duì)試管底的壓力．[來源:學(xué)�？啤＞W(wǎng)]

 

Answer 1

【答案】

(1) ≥10rad/s(2) 0.8N，方向豎直向上

【解析】(1)對(duì)小球，在最高點(diǎn)時(shí)

                                    …………………（3分）

解得  10rad/s                                …………………（1分）

因此，轉(zhuǎn)軸的角速度≥10rad/s時(shí)，小球不會(huì)脫離試管底。    ………（1分）

(2) 對(duì)小球，在最高點(diǎn)時(shí)，設(shè)試管底對(duì)小球的彈力為N，

                                 …………………（3分）

解得  0.8N                                  …………………（1分）

由牛頓第三定律得，小球?qū)υ嚬艿椎膲毫?img src="http://thumb.1010pic.com/pic6/res/gzwl/web/STSource/2012052909213274566927/SYS201205290923408237863313_DA.files/image006.png">0.8N，方向豎直向上…（1分）