如圖所示,在內(nèi)壁光滑的平底試管內(nèi)放一個(gè)質(zhì)量為m=10g的小球(可視為質(zhì)點(diǎn)),試管的開口端加蓋與水平軸O連接,試管底與O相距為L=10cm,試管在轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)下沿豎直平面做勻速圓周運(yùn)動(dòng).g取10m/s
2.求:
![](http://hiphotos.baidu.com/zhidao/pic/item/d833c895d143ad4b8ed5f94181025aafa50f06b3.jpg)
(1)轉(zhuǎn)軸的角速度滿足什么條件時(shí),小球不會(huì)脫離試管底?
(2)當(dāng)轉(zhuǎn)軸的角速度為ω
0=30rad/s時(shí),小球到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)對試管底的壓力.
(1)對小球,在最高點(diǎn)時(shí)mg=mLω
2代入數(shù)據(jù)解得ω=10rad/s
因此,轉(zhuǎn)軸的角速度ω≥10rad/s時(shí),小球不會(huì)脫離試管底.
(2)對小球,在最高點(diǎn)時(shí),設(shè)試管底對小球的彈力為N,
N+mg=mL解得 N=
mLω02?mg=0.01×0.1×900?0.1N=0.8N.
答:(1)轉(zhuǎn)軸的角速度ω≥10rad/s時(shí),小球不會(huì)脫離試管底.
(2)小球到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)對試管底的壓力為0.8N.