如图所示，在内壁光滑的平底试管内放一个质量为M的小球，试管的开口端加盖与水平轴0连接．试管底与O相距L0，试管在转轴带动下沿竖直平面做匀速转动．求：（1）转轴的

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如图所示，在内壁光滑的平底试管内放一个质量为M的小球，试管的开口端加盖与水平轴0连接．试管底与O相距L₀，试管在转轴带动下沿竖直平面做匀速转动．求：
（1）转轴的角速度达到多大时，试管底所受压力的最大值等于最小值的3倍．
（2）转轴的角速度满足什么条件时，会出现小球运动到最高点与试管底脱离接触的情况？魔方格

答案

（1）在最高点时对试管的压力最小，根据向心力公式有：
N_min+Mg=Mω²L₀在最低点时对试管的压力最大，根据向心力公式有：
N_max-Mg=Mω²L₀因为N_max=3N_min
所以解得：ω=

；
（2）当小球对试管的压力正好等于0时，小球刚好与试管分离，根据向心力公式得：
Mg=Mω₀²L₀ 解得：ω₀=

所以当ω＜

时会脱离接触
答：（1）转轴的角速度达到

时，试管底所受压力的最大值等于最小值的3倍；
（2）转轴的角速度满足ω＜

时会脱离接触

举一反三

一辆质量2吨的小轿车，驶过半径R=40m的一段圆弧形桥面，重力加速度g=10m/s²．求：
（1）若桥面为凹形，汽车以20m/s的速度通过桥面最低点时，对桥面压力是多大？
（2）若桥面为凸形，汽车以多大的速度经过桥顶时恰好对桥没有压力作用而腾空？

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如图所示，AB为水平轨道，A、B间距离s=1m，BCD是半径为R=0.2m的竖直半圆形轨道，B为两轨道的连接点，D为轨道的最高点，整个轨道处于竖直向下的匀强电场中，场强大小为E=10³N/C．一带正电q=5×10^-3C的小物块质量为m=0.5kg，它与水平轨道间的动摩擦因数均为μ=0.1．小物块在F=10N的水平恒力作用下从A点由静止开始运动，到达B点时撤去力F，小物块刚好能到达D点，试求：（g=10m/s²）
（1）撤去F时小物块的速度大小；
（2）在半圆形轨道上小物块克服摩擦力做的功．魔方格

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带电粒子在AB两极板间靠近A板中央附近S处静止释放，在两极板电压中加速，从小孔P平行CD极板方向的速度从CD极板中央垂直进入偏转电场，B板靠近CD板的上边缘如图甲．在CD两板间加如图乙所示的交变电压，设t₁=0时刻粒子刚好进入CD极板，t₂=t₀时刻粒子恰好从D板的下边缘飞入匀强磁场，匀强磁场的上边界与CD极板的下边缘在同一水平线上，磁场范围足够大，加速电场AB间的距离，偏转电场CD间的距离及CD极板长均为d，图象乙中t₀和U₀都为已知，带电粒子重力不计，不考虑电场和磁场边界影响．求：

魔方格

（1）加速电压U=？U₀=？
（2）带电粒子进入磁场时的速度？
（3）若带电粒子在t₃时刻刚好从C极板的下边缘进入偏转电场，并刚能返回到初始位置S处，t₃=？，t₀=？
（4）带电粒子全程运动的周期T=？

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如图所示，竖直环A半径为r，固定在木板B上，木板B放在水平地面上，B的左右两侧各有一挡板固定在地上，B不能左右运动，在环的最低点静置一小球C，A、B、C的质量均为m．给小球一水平向右的瞬时冲量I，小球会在环内侧做圆周运动，为保证小球能通过环的最高点，且不会使环在竖直方向上跳起，则瞬时冲量的最小值为______，最大值为______．魔方格

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如图所示，在倾角为30°的光滑斜面上的O点钉有一根与斜面垂直的钉子，细绳的一端拴在钉子上，绳的另一端拴一个质量为m=0.2kg的小球，绳与斜面平行，小球球心到钉子的距离为R=0.8m．现使小球在斜面上做R为半径的圆周运动，则小球通过最高点时的最小速度大小为______m/s，如果细绳所能承受的最大拉力是10N，则小球通过最低点时的最大速度大小为______m/s．（重力加速度g=10m/s²）魔方格

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