灵鹊做题网关于圆周运动 物理题 高中
来源：学生作业帮 编辑：灵鹊做题网作业帮 分类：物理作业 时间：2024/05/02 16:58:12
关于圆周运动 物理题 高中
如图所示,质量为 m 的小球置于正方体形状的质量为M的光滑盒子中,盒子的边长略大于球的直径．某同学拿着该盒子在竖直平面内做半径为 R 的匀速圆周运动,已知重力加速度为 g ,空气阻力不计, 则：
①要使盒子在最高点时盒子与小球之间恰好无作用力,盒子做圆周运动的角速度为多大?
②若该同学第一次以角速度ω顺时针转动到最高点时释放盒子,第二次以角速度2ω逆时针转动到最低点时释放盒子,结果发现前后两次盒子落在了同一点,已知前后两次做圆周运动的圆心在同一点,求圆心距地面的高度问题补充：
如图所示,质量为 m 的小球置于正方体形状的质量为M的光滑盒子中,盒子的边长略大于球的直径．某同学拿着该盒子在竖直平面内做半径为 R 的匀速圆周运动,已知重力加速度为 g ,空气阻力不计, 则：
①要使盒子在最高点时盒子与小球之间恰好无作用力,盒子做圆周运动的角速度为多大?
②若该同学第一次以角速度ω顺时针转动到最高点时释放盒子,第二次以角速度2ω逆时针转动到最低点时释放盒子,结果发现前后两次盒子落在了同一点,已知前后两次做圆周运动的圆心在同一点,求圆心距地面的高度问题补充：
（1）盒子在最高点时盒子与小球之间恰好无作用力,表示重力刚好做向心力
即：mg=mω^2*R 得出 ω=(g/R)的根号
（2）第一次的角速度为ω ,第二次角速度为2ω
所以第一次的水平速度为 v1=ωR ,第二次的水平速度为 v2=2ωR
因为两次都落在同一点,v1*t1=v2*t2 所以 t1=2*t2
由竖直方向的位移关系得,1/2*g*t1^2+2R=1/2*g*t2^2=1/2*g*(2*t2)^2
所以,g*t1^2 = 4/3*R
圆心距地面的高度 H=R+1/2*g*t1^2=R+2/3*R=5/3*R
即：mg=mω^2*R 得出 ω=(g/R)的根号
（2）第一次的角速度为ω ,第二次角速度为2ω
所以第一次的水平速度为 v1=ωR ,第二次的水平速度为 v2=2ωR
因为两次都落在同一点,v1*t1=v2*t2 所以 t1=2*t2
由竖直方向的位移关系得,1/2*g*t1^2+2R=1/2*g*t2^2=1/2*g*(2*t2)^2
所以,g*t1^2 = 4/3*R
圆心距地面的高度 H=R+1/2*g*t1^2=R+2/3*R=5/3*R