EJU 2010 年第 1 回 物理 第 7 题

考点
惯性力与离心力
领域
力学
难度
中等
标准答案
③

解析摘要

标准解析

在随环转动的参考系中列切向平衡

小环相对于大环静止,因此可选随大环转动的参考系。此时小环除受重力和环的支持力外,还受水平向外的离心力。无摩擦意味着支持力垂直于圆环切线,不能提供切向分量。

  1. 写出两种切向分量

    图中 θ\theta 从向下的竖直方向量起。重力沿使 θ\theta 减小的切向分量为 mgsin⁡θmg\sin\theta。小环到转轴的水平距离为 Rsin⁡θR\sin\theta,故离心力大小为 mω2Rsin⁡θm\omega^2R\sin\theta;其沿使 θ\theta 增大的切向分量为 mω2Rsin⁡θcos⁡θm\omega^2R\sin\theta\cos\theta。

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