如图所示,一个水平放置的圆桶绕轴OO′匀速转动,转动角速度ω=2.5π?rad/s,桶壁上P处有一圆孔,桶壁很薄,桶的半径R=2m.当圆孔运动到桶的上方时,在圆孔的正

发布时间:2020-08-10 16:55:02

如图所示,一个水平放置的圆桶绕轴OO′匀速转动,转动角速度ω=2.5π?rad/s,桶壁上P处有一圆孔,桶壁很薄,桶的半径R=2m.当圆孔运动到桶的上方时,在圆孔的正上方h=3.2m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.试通过计算判断小球是否和圆桶碰撞(不考虑空气阻力,g取10m/s2).

网友回答

解:设小球下落h所用时间t1,经过圆桶所用时间为t2,则h=gt2
解得t1=0.8?s?
h+2R=g(t1+t2)2
解得t2=0.4?s??
圆桶的运动周期为T==?s=0.8?s.
由于t1=T,小球到达圆桶时,圆桶正好转一周,圆孔又回到圆桶上方,小球可以进入圆桶内,不会相碰;
又因为t2=T,小球进入圆桶后,圆桶转半周,圆孔转到圆桶正下方时,小球也正好到达圆桶的正下方,小球可以从圆桶中出来,不会相碰;
由以上分析可知,小球和圆桶不会相碰.
解析分析:小球若能从圆孔中进去还正好从圆孔中出来,就不会跟圆筒相撞,否则就会相撞,设小球下落h所用时间t1,经过圆桶所用时间为t2,求出这两段时间,再求出圆筒的周期,根据时间与周期的关系即可解题.

点评:本题是自由落体运动和圆周运动相结合的题目,比较有新意,要抓住小球运动时间与圆筒的周期之间的关系求解,难度适中.
以上问题属网友观点,不代表本站立场,仅供参考!