题目内容
(14分)如图所示,在质量为M的试管内盛有少量乙醚,管口用质量为m的软木塞封闭,加热试管,软木塞在乙醚蒸汽的压力作用下飞出后,恰能使试管绕悬挂点在竖直平面内做一完整的圆周运动。求:
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(1)若试管系于长
的轻质细线上,则软木塞飞出的速度至少为多大?
(2)若试管系于长
的轻质细杆上,则软木塞飞出的速度至少为多大?
解析:
(1)对试管、软木塞,由动量守恒定律有:![]()
对试管在最高点,根据题意,由牛顿第二定律有:![]()
对试管,由机械能定律有:![]()
联立以上三式,解得:![]()
(2)对试管、软木塞,由动量守恒定律有:![]()
根据题意,试管在最高点的速度等于零,对试管,由机械能定律有
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联立以上三式,解得:![]()
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