优题选
题目:如图所示,一个水平放置的圆桶正以中心轴匀速运动,桶上有一小孔,桶壁很薄,当小孔运动到桶的上方时,在孔的正上方h处有一个小球由静止开始下落,已知圆孔的半径略大于小球的半径,

如图所示,一个水平放置的圆桶正以中心轴匀速运动,桶上有一小孔,桶壁很薄,当小孔运动到桶的上方时,在孔的正上方h处有一个小球由静止开始下落,已知圆孔的半径略大于小球的半径,为了让小球下落时不受任何阻碍,h与桶的半径R之间应满足什么关系(不考虑空气阻力)?

【答案】

解:设小球下落h所用时间为 ,经过圆桶所用时间为 ,则:

, ,

小桶到达圆桶表面时,圆孔也应该到达同一位置,所以有:

其中n=1,2,3……

其中k=1,2,3……

由以上解得

【解析】

设小球下落h所用时间为 ,经过圆桶所用时间为 ,则:

, ,

小桶到达圆桶表面时,圆孔也应该到达同一位置,所以有:

其中n=1,2,3……

其中k=1,2,3……

由以上解得

【考点精析】掌握匀速圆周运动是解答本题的根本,需要知道匀速圆周运动线速度的大小恒定,角速度、周期和频率都是恒定不变的,向心加速度和向心力的大小也都是恒定不变的,是速度大小不变而速度方向时刻在变的变速曲线运动.

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