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一内壁光滑的环形细圆管,位于竖直平面内,环的半径为R(比细管的半径大得多),圆管中有两个直径与细管内径相同的小球(可视为质点).A球的质量为m1B球的质量为m2.它们沿环形圆管顺时针运动,经过最低点时的速度都为v0.设A球运动到最低点时,B球恰好运动到最高点,若要此时两球作用于圆管的合力为零,那么m1m2Rv0应满足的关系式是    .

答案:  解析:首先画出小球运动达到最高点和最低点的受力图,如图所示.A球在圆管最低点必受向上的弹力N1,此时两球对圆管的合力为零,m2必受圆管向下的弹力N2,且N1N2

据牛顿第二定律A球在圆管的最低点有

N1m1gm1                          

同理B球在最高点有m2gN2m2        

B球由最高点到最低点机械能守恒

2m2gR                    ③

N1N2

由①②③式解得v0

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

一内壁光滑的环形细圆管,固定于竖直平面内,环的半径为R(比细管的内径大得多.在圆管中有两个直径与细管内径相同的小球(可视为质点).A球的质量为m1,B球的质量为m2.它们沿环形圆管顺时针运动,经过最低点时的速度都为V0.则A球在最低点受到的向心力的大小为
m1
v02
R
m1
v02
R
,设A球运动到最低点时,B球恰好运动到最高点,若要此时两球作用于圆管的合力为零,那么m1、m2、R与V0应满足的关系式是
(m1-m2
v02
R
+(m1+5m2)g=0
(m1-m2
v02
R
+(m1+5m2)g=0

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,一内壁光滑的环形细圆管固定在水平桌面上,环内间距相等的三位置处,分别有静止的大小相同的小球A、B、C,质量分别为m1=m,m2=m3=1.5m,它们的直径略小于管的直径,小球球心到圆环中心的距离为R,现让A以初速度v0沿管顺时针运动,设各球之间的碰撞时间极短,A和B相碰没有机械能损失,B与C相碰后能结合在一起,称为D.求:
(1)A和B第一次相碰后各自的速度大小;
(2)B和C相碰结合在一起后对管沿水平方向的压力大小;
(3)A和B第一次相碰后,到A和D相碰经过的时间.

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图,一内壁光滑的环形细圆管,固定于竖直平面内,环的半径为R(比细管的直径大得多),在圆管中有一个直径与细管内径相同的小球(可视为质点),小球的质量为m,设某一时刻小球通过轨道的最低点时对管壁的压力为5.5mg.此后小球便作圆周运动,求:
(1)小球在最低点时具有的动能;
(2)小球经过半个圆周到达最高点时具有的动能;
(3)在最高点时球对管内壁的作用力大小及方向;
(4)若管内壁粗糙,小球从最低点经过半个圆周恰能到达最高点,则小球此过程中克服摩擦力所做的功.

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科目:高中物理 来源: 题型:

一内壁光滑的环形细圆管,位于竖直平面内,环的半径为R(比细管的内径大得多),在圆管中有两个直径略小于细管内径的小球(可视为质点)A、B,A球质量为m1,B球质量为m2,它们沿圆管顺时针运动,经过圆管最低点时速度都是v0,若某时刻A球在圆管最低点时,B球恰好在圆管最高点,两球作用于圆管的合力为零,求m1、m2、R与v0应满足的关系式.

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