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.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?(g取10 m/s2)
【答案】(1)20 rad/s (2)
【解析】试题分析:(1)在最高点时对试管的压力最小,根据向心力公式有:mg+Nmin=mω2r
在最低点时对试管的压力最大,根据向心力公式有:Nmax-mg=mω2r
因为Nmax=3Nmin
所以解得:ω=20rad/s;
(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=mω02r
解得:ω0=10rad/s
所以当ω<10rad/s时会脱离接触
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