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物理学

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一个内壁光滑的圆环型细管,正绕竖直光滑固定轴 OO′自由转动。管是刚性的,环半径为R 。一质量为 m 的小球静止于管内最高点A处,如图所示。由于微小扰动,小球向下滑动,试判决小球在管内下滑过程中,下列三种说法是否正确,并说明理由。 小球对OO′轴的角动量守恒。

正确答案:不正确。小球在下滑过程中受重力和管壁的压力,重力和OO′轴平行,重力的轴向力矩恒为零,但管壁对小球的压力方向不通过OO′轴,对OO′轴有力矩,所以小球对OO′的角动量在变化,角动量不守恒。例如小球在位置A对OO′轴的角动量为零,在B处小球有垂直于环半径的水平分速度,它对OO′轴的角动量不再是零,到达最低点C时,对OO′轴的角动量又等于零。
答案解析:
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