题目内容
【题目】如图所示,在内壁光滑的平底试管内放一个质量为1 g的小球,试管的开口端与水平轴O连接.试管底与O相距5 cm,试管在转轴带动下在竖直平面内做匀速圆周运动.g取10 m/s2,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,会出现小球与试管底脱离接触的情况?
【答案】(1)20 rad/s (2)ω<
【解析】(1)当试管匀速转动时,小球在最高点对试管的压力最小,在最低点对试管的压力最大.
在最高点:F1+mg=mω2r
在最低点:F2-mg=mω2r
F2=3F1
联立以上方程解得ω==20 rad/s
(2)小球随试管转到最高点,当mg>mω2r时,小球会与试管底脱离,即ω<.
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