问题 问答题

一个小圆环套在置于竖直面内半径为R的大圆环上,并能沿大圆环无摩擦地滑动,当大圆环绕一个穿过其中心的竖直轴转动时,小圆环便相对静止在距大圆环最低点上方h处,如图所示,试求:

(1)小圆环做圆周运动的半径r

(2)大圆环转动的角速度

答案

(1)由几何关系知,小环做圆周运动的半径为:r=

R2-(R-h)2
=
2Rh-h2

(2)如图所示,小环受重力和支持力,两个力的合力提供向心力,有:

F=mgtanθ=mRsinθω2

解得:ω=

g
Rcosθ
=
g
R-h

答:(1)小圆环做圆周运动的半径r=

2Rh-h2

(2)大圆环转动的角速度为

g
R-h

单项选择题
默写题