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式中λ为绳的质量线密度.可解得
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绳的水平方向动量便为
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px从零增加到极大值时,N对应降到零.从上式很易确定l=L/2时,px达极大,绳将甩离桌面棱边.
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例10 如图3-24所示,半径R的水平凹形圆槽绕着圆周上的A点匀速旋转,在直径AOB的B处放一小球,小球与槽的侧壁光滑接触,与图中AC1B半圆槽底部也光滑接触,与BC2A半圆槽底部有摩擦,摩擦因数处处相同.开始时小球相对圆槽有切向初速v0.小球经过BC2A半圆以近似为零的相对速度通过A点,继而又绕过四分之三圆周到达C2点时速度恰好降为零.
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图 3-24
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(1)试求圆槽绕A点旋转角速度ω和小球与BC2A半圆槽底部间的摩擦因数μ;
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(2)判定小球到达C2点后能否停留在该处,若不能,小球将朝哪一个方向运动?
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解 (1)圆槽参考系是匀速旋转非惯性系,惯性离心力对应离心势能,科里奥利力不作功.将小球初位置B与到达的位置A和后来又到达的位置C分别联系起来,可建立两个功能关系式:
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式中m为小球质量.由此可解得
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(2)小球在C2处的惯性离心力水平向右切向分量为
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C2处的最大静摩擦力和滑动摩擦力为
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因此小球到达C2点后不能停留在该处,而会朝右后退运动.
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