如圖所示，一個水平放置的圓桶繞軸OO′勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動角速度ω=2.5π rad/s，桶壁上P處有一圓孔，桶壁很薄，桶的半徑R=2m．當(dāng)圓孔運(yùn)動到桶的上方時，在圓孔的正上方h=3.2m處有一個小球由靜止開始下落，已知圓孔的半徑略大于小球的半徑．試通過計算判斷小球是否和圓桶碰撞（不考慮空氣阻力，g取10m/s2）．

解：設(shè)小球下落h所用時間t1，經(jīng)過圓桶所用時間為t2，則h=gt2
解得t1=0.8 s
h+2R=g（t1+t2）2
解得t2=0.4 s
圓桶的運(yùn)動周期為T== s=0.8 s．
由于t1=T，小球到達(dá)圓桶時，圓桶正好轉(zhuǎn)一周，圓孔又回到圓桶上方，小球可以進(jìn)入圓桶內(nèi)，不會相碰；
又因?yàn)閠2=T，小球進(jìn)入圓桶后，圓桶轉(zhuǎn)半周，圓孔轉(zhuǎn)到圓桶正下方時，小球也正好到達(dá)圓桶的正下方，小球可以從圓桶中出來，不會相碰；
由以上分析可知，小球和圓桶不會相碰．
分析：小球若能從圓孔中進(jìn)去還正好從圓孔中出來，就不會跟圓筒相撞，否則就會相撞，設(shè)小球下落h所用時間t1，經(jīng)過圓桶所用時間為t2，求出這兩段時間，再求出圓筒的周期，根據(jù)時間與周期的關(guān)系即可解題．
點(diǎn)評：本題是自由落體運(yùn)動和圓周運(yùn)動相結(jié)合的題目，比較有新意，要抓住小球運(yùn)動時間與圓筒的周期之間的關(guān)系求解，難度適中．
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，半徑為R的光滑圓軌道豎直放置，長為2R的輕質(zhì)桿兩端各固定一個可視為質(zhì)點(diǎn)的小球A、B，把輕桿水平放入圓形軌道內(nèi)，若m，2m，m0，m，重力加速度為g，現(xiàn)由靜止釋放兩球，當(dāng)輕桿到達(dá)豎直位置時，求：
（1）A、B兩球的速度大��；
（2）A球?qū)壍赖膲毫Γ?br />（3）要使輕桿到達(dá)豎直位置時，輕桿上剛好無彈力，A、B兩球的質(zhì)量應(yīng)滿足的條件．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，內(nèi)半徑為R的光滑圓軌道豎直放置，長度比2R稍小的輕質(zhì)桿兩端各固定一個可視為質(zhì)點(diǎn)的小球A和B，把輕桿水平放入圓形軌道內(nèi)，若mA=2m、mB=m，重力加速度為g，現(xiàn)由靜止釋放兩球使其沿圓軌道內(nèi)壁滑動，當(dāng)輕桿到達(dá)豎直位置時，求：
（1）A、B兩球的速度大��；
（2）A球?qū)壍赖膲毫Γ?/div>

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，兩根無阻導(dǎo)軌與水平面成θ=370角放置，兩導(dǎo)軌間距離為d=0.5m，在導(dǎo)軌上垂直于導(dǎo)軌水平放一根質(zhì)量m=0.2kg、長度略大于d、電阻R=4Ω的均勻金屬桿，導(dǎo)軌下端與一個內(nèi)阻r=lΩ電動勢未知的電源兩極相連，桿與導(dǎo)軌問最大靜摩擦力fm=15N．當(dāng)導(dǎo)軌間有豎直向上、磁感強(qiáng)度為B=2T的勻強(qiáng)磁場時，桿與導(dǎo)軌間剛好無摩擦力．求：
（1）電源的電動勢E．
（2）若將磁場改為垂直于導(dǎo)軌平面向下，要保證導(dǎo)軌不滑動，磁感強(qiáng)度的大小不得超過多少？（g=10m/s2，sin37°=0.6）．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，兩根無電阻導(dǎo)軌與水平面成θ=37°角放置，兩導(dǎo)軌間距離為d=0.5m，在導(dǎo)軌上垂直于導(dǎo)軌水平放一根質(zhì)量m=0.2kg、長度略大于d、電阻R=4Ω的均勻金屬桿，導(dǎo)軌下端與一個內(nèi)阻r=1Ω電動勢未知的電源兩極相連，桿與導(dǎo)軌間最大靜摩擦力fm=1.5N．當(dāng)導(dǎo)軌間有豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=2T的勻強(qiáng)磁場時，桿與導(dǎo)軌間剛好無摩擦力．求：
（1）電源的電動勢E．
（2）若將磁場改為垂直于導(dǎo)軌平面向下，要保證金屬桿剛好不向下滑動，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小不得超過多少？（g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)氣墊導(dǎo)軌是常用的一種實(shí)驗(yàn)儀器，它是利用氣泵使帶孔的導(dǎo)軌與滑塊之間形成氣墊，使滑塊懸浮在導(dǎo)軌上，滑塊在導(dǎo)軌上的運(yùn)動可視為沒有摩擦．我們可以用帶豎直擋板C和D的氣墊導(dǎo)軌和滑塊A和B驗(yàn)證動量守恒定律，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，采用的實(shí)驗(yàn)步驟如下：
a．松開手的同時，記錄滑塊A、B運(yùn)動時間的計時器開始工作，當(dāng)A、B滑塊分別碰撞C、D擋板時計時器結(jié)束計時，記下A、B分別到達(dá)C、D的運(yùn)動時間t1和t2．
b．在A、B間水平放入一個輕彈簧，用手壓住A、B使彈簧壓縮，放置在氣墊導(dǎo)軌上，并讓它靜止在某個位置．
c．給導(dǎo)軌送氣，調(diào)整氣墊導(dǎo)軌，使導(dǎo)軌處于水平．
d．用刻度尺測出A的左端至C板的距離L1；B的右端至D板的距離L2
（1）實(shí)驗(yàn)步驟的順序是
 

（2）實(shí)驗(yàn)中還需要的測量儀器是
 

還需要測量的物理量是
 

（3）利用上述測量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，驗(yàn)證動量守恒定律的表達(dá)式是
 

（4）實(shí)驗(yàn)中彈簧與A、B滑塊是粘連好還是不粘連好？
 

理由是
 
．

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