题目内容

如图所示,在质量为M的玻璃管中盛有少量的乙醚气体,用质量为m的软木塞将管口塞住,加热玻璃管使软木塞在乙醚蒸气压力下水平飞出,玻璃管悬于长为L的轻杆上,轻杆可绕O端无摩擦地转动。欲使玻璃管在竖直面内做圆周运动,在忽略能量损失的情况下,乙醚最少要消耗多少内能?

解:设软木塞飞出时速度大小为v1,玻璃管反冲速度大小为v2,由动量守恒定律,有
mv1=Mv2
玻璃管恰能在竖直面内做圆周运动的条件是在最高点时速度为零,由机械能守恒定律,有
 ②
由①②两式可求得
由能量守恒定律,乙醚消耗的内能为
练习册系列答案
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