问题 问答题

如图所示,在内壁光滑的平底试管内放一个质量为M的小球,试管的开口端加盖与水平轴0连接.试管底与O相距L0,试管在转轴带动下沿竖直平面做匀速转动.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,会出现小球运动到最高点与试管底脱离接触的情况?

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=Mω2L0

在最低点时对试管的压力最大,根据向心力公式有:

Nmax-Mg=Mω2L0

因为Nmax=3Nmin

所以解得:ω=

2g
L0

(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=Mω02L0

  解得:ω0=

g
L0

所以当ω<

g
L0
时会脱离接触

答:(1)转轴的角速度达到

2g
L0
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<

g
L0
时会脱离接触

问答题
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