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<
时会脱离接触g L0
答:(1)转轴的角速度达到
时,试管底所受压力的最大值等于最小值的3倍;2g L0
(2)转轴的角速度满足ω<
时会脱离接触g L0