如图所示、AB 为一根两端封闭的玻璃粗管,其中装满水,水中有一个直径小于粗管直径的乒乓球。当玻璃管以中点 O 点开始在水平面内顺时针转动时,则( )。

admin2019-12-13  12

问题 如图所示、AB 为一根两端封闭的玻璃粗管,其中装满水,水中有一个直径小于粗管直径的乒乓球。当玻璃管以中点 O 点开始在水平面内顺时针转动时,则( )。
     

选项 A、乒乓球向 A 端移动,当转动够快时乒乓球能停留在玻璃管的 A 端
B、乒乓球向 B 端移动,当转动够快时乒乓球能停留在玻璃管的 B 端
C、乒乓球向 A 端移动,当转动够快时乒乓球能停留在玻璃管的中点 O 处
D、无论转动多快,乒乓球相对玻璃管停留在原处

答案C

解析 物体做圆周运动所需的向心力F=mω2r,其中m是物体的质量,ω是物体运动的角速度,r是运动的圆周轨道半径。
    玻璃管开始旋转时,水和乒乓球以相同的角速度做圆周运动,由于水质量大于乒乓球,故做圆周运动时所需要的向心力光凭管壁摩擦力不足以提供,故乒乓球附近的水会做离心运动,被“甩”到外侧管底,在管底支持力的作用下,进行圆周运动,与此同时,乒乓球在水的作用下向内侧运动,最终停留在 O 点。
故正确答案为 C。
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