内壁光滑的环形细管,位于竖直平面内,环的半径为R(比细管的半径大得多,在圆管中有两个直径与细管内径相同的小球可视为质点)

1个回答

  • m1到最低时,m2到最高,

    此时m1在最低绕环心做竖直面内的圆周运动,m1对最低点有向下的压力

    N1+m1g=m1v^2/R

    N1=m1v^2/R-m1g

    m2在最高点绕环心做竖直面内的圆周运动.因m1在最低点有向下的压力,两球作用于圆管的合力为零,所以m2在最高点对环有向上的压力N2

    先求m2到达最高点的速度v2

    ½m2v^2-m2g*2R=½m2v2^2

    v2^2=v^2-4gR

    注意这里我用的是v2^2,后面会发现其实不要完全求出v2的具体数,不过你求出来也可以

    对m2来说受重力,环对它的向下的压力

    N2+m2g=m2v2^2/R

    N2=m2v^2/g-5m2g

    两球作用于圆管的合力为零

    则:N1=N2

    可求的m1与m2的比值为(v^2-5gR)/(V^2+gR)