题目内容

如图所示,质点A在竖直平面内沿顺时针方向做匀速圆周运动,当A经与圆心O等高的M点时,另一质点B从距圆周最高点h处开始自由下落,要使两质点在圆周最高点相遇,质点A的角速度?应满足什么条件?

答案:略
解析:

由自由落体的位移公式,得质点B下落到圆周最高点N的时间为

设质点A做匀速圆周运动的周期为T,则质点B运动到圆周最高点的时间

,式中n=0l2

AB两质点在N点相遇,则有

.代入上式得

  根据自由落体运动规律可算出B球落到最高点N所用时间,在这段时间内如果A质点刚好转过圈,所用时间为时,两质点能在N点相遇.如果A质点的角速度较大,A质点转圈时B还未到达N,要使两质点在N点相遇,A质点必须再转一圈,即转过圈;同理A质点转圈,圈……圈时,都可以与B质点在N点相遇,根据A质点运动到N点时与B质点下落到N点的时间相等即可求解.

  解答本题的关键是找出质点A运动到圆周最高点N的时间.由于匀速圆周运动具有周期性,所以A的运动时间有多种可能,会出现多个解,因此对于运动具有周期性的问题,一定要注意出现多解的情况.


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