【題目】如圖所示，圓盤(pán)可繞過(guò)圓心O的豎直軸在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，物體P放在圓盤(pán)上，一輕質(zhì)彈簧一端連接物體P，另一端固定在豎直軸上。已知物體的質(zhì)量m=0.5 kg，彈簧的自然長(zhǎng)度l0=10 cm，勁度系數(shù)k=75 N/m，物體與圓盤(pán)表面的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.8，P可看作質(zhì)點(diǎn)，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，g取10 m/s2。當(dāng)圓盤(pán)以角速度轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，P與圓盤(pán)相對(duì)靜止，彈簧恰處于原長(zhǎng)位置。求：

（1）此時(shí)P對(duì)圓盤(pán)的作用力都有哪些，各為多大？

（2）為使P與圓盤(pán)保持相對(duì)靜止，彈簧長(zhǎng)度的取值范圍多大？（假設(shè)彈簧均未超出彈性限度）

【答案】（1）靜摩擦力大小為2.5 N；對(duì)圓盤(pán)的壓力大小為5N（2）23 cm

【解析】（1）P受力如圖，

P的角速度與圓盤(pán)的角速度相同，靜摩擦力Ff提供P的向心力，P的運(yùn)動(dòng)半徑r=l0=0.1m，則Ff=mω2r=2.5N

N=mg=5N

根據(jù)牛頓第三定律，物體P對(duì)圓盤(pán)的靜摩擦力大小為2.5 N；對(duì)圓盤(pán)的壓力大小為5N；

（2）當(dāng)彈簧長(zhǎng)度最短時(shí)，彈簧處于壓縮狀態(tài)，P受到指向圓心的最大靜摩擦力，設(shè)此時(shí)彈簧的壓縮量為x1，滿足

Fm=μmg

Fm-kx1=mω2(l0-x1)

代入數(shù)據(jù)解得：x1=3cm，對(duì)應(yīng)彈簧的長(zhǎng)度為l1=l0-x1=7cm ；

當(dāng)彈簧長(zhǎng)度最長(zhǎng)時(shí)，彈簧處于伸長(zhǎng)狀態(tài)，P受到背向圓心的最大靜摩擦力，設(shè)此時(shí)彈簧的伸長(zhǎng)量為x2，滿足

kx2-Fm=mω2(l0+x2)

代入數(shù)據(jù)解得：x1=13 cm，對(duì)應(yīng)彈簧的長(zhǎng)度為l1=l0+x2=23 cm

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】汽車原以20m/s的速度在水平路面上作勻速直線運(yùn)動(dòng)，某時(shí)刻關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)而作勻減速直線運(yùn)動(dòng)，加速度大小為5m/s2 ， 則它關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)后經(jīng)過(guò)6s內(nèi)的位移大小為（　�。�
A.30m
B.40m
C.60m
D.20m

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，空間存在著強(qiáng)度方向豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)，在電場(chǎng)內(nèi)一長(zhǎng)為L 的絕緣細(xì)線， 一端固定在O 點(diǎn)，一端拴著質(zhì)量m、電荷量q 的小球．現(xiàn)將細(xì)線拉直到水平位置，讓小球由靜止釋放，小球向上運(yùn)動(dòng)達(dá)到最高點(diǎn)P 時(shí)，細(xì)線受到的拉力恰好達(dá)到它所能承受的最大值而斷裂．已知?jiǎng)驈?qiáng)電場(chǎng)強(qiáng)度大小 。求：

（1）細(xì)線能承受的最大拉力；

（2）從P 點(diǎn)開(kāi)始小球沿水平放方向的位移為L 時(shí)，小球距O 點(diǎn)的高度。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】第26屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)決定，對(duì)質(zhì)量的基本單位進(jìn)行了重新定義，并于2019年5月20日起生效。則質(zhì)量的基本單位是

A.mB.sC.kgD.N

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】質(zhì)點(diǎn)從靜止開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)起，通過(guò)連續(xù)三段位移所用的時(shí)間分別為1s、2s、3s，這三段位移之比應(yīng)是（　�。�
A.1：2：3
B.1：3：5
C.12：22：32
D.1：23：33

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，x﹣t圖象中的兩條圖線1、2分別表示兩個(gè)不同物體的運(yùn)動(dòng)情況，關(guān)于它們的物理意義，下列的判斷中正確的是（　�。�

A.圖線1表示物體做曲線運(yùn)動(dòng)
B.圖象中0至t1時(shí)間內(nèi)1的平均速度小于2的平均速度
C.圖象中的t1時(shí)刻v1＞v2
D.x﹣t圖象中的交點(diǎn)表示1、2物體相遇

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，重為5N的物體置于傾角為37°的斜面上，用平行于斜面的大小為5N的力F作用于物體，物體恰能沿斜面向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，而斜面相對(duì)于地面保持靜止，已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，則下列說(shuō)法中正確的是（　�。�

A.物體對(duì)斜面的壓力大小為5N
B.物體所受斜面摩擦力方向沿斜面向下
C.物體與斜面之間的摩擦因數(shù)為0.5
D.斜面對(duì)物體的合力方向水平向左

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】一輛汽車運(yùn)動(dòng)的v﹣t圖象如圖，則汽車在0～t0內(nèi)和t0～3t0內(nèi)相比（　�。�

A.平均速度相等
B.位移大小相等
C.速度變化量相同
D.加速度相同

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】某同學(xué)為了測(cè)量一個(gè)電流表（量程為100 mA）的內(nèi)阻，從實(shí)驗(yàn)室找到了以下器材：一個(gè)多用電表、一個(gè)電阻箱（0～99.9Ω）和若干導(dǎo)線。

（1）該同學(xué)先用多用電表的歐姆擋進(jìn)行粗測(cè)。

①選用“×10”擋，調(diào)零后測(cè)量電流表的內(nèi)阻，發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度很大。

②應(yīng)將多用電表選擇開(kāi)關(guān)調(diào)至____擋（選填“×1”或“×100”）。

③選擇合適的量程，調(diào)零后測(cè)量的結(jié)果如圖甲所示，該讀數(shù)是____Ω。

（2）多用電表歐姆擋內(nèi)部的等效電路如圖乙中虛線框內(nèi)所示。為了更準(zhǔn)確地測(cè)出待測(cè)電流表的內(nèi)阻，同時(shí)測(cè)出多用電表內(nèi)部電池的電動(dòng)勢(shì)，該同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖乙所示的實(shí)驗(yàn)電路圖。

①實(shí)驗(yàn)時(shí)，多次調(diào)節(jié)電阻箱，記錄電阻箱的阻值R和對(duì)應(yīng)的電流表示數(shù)I。

②某次測(cè)量中，電阻箱的阻值R=10.0Ω，電流表的讀數(shù)如圖丙所示，請(qǐng)將該數(shù)據(jù)點(diǎn)在答題卡中的坐標(biāo)紙上描出，并作出關(guān)系圖像。

③根據(jù)圖像求得多用電表內(nèi)部電池的電動(dòng)勢(shì)E=____V。（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

④已知多用電表歐姆擋表盤(pán)中央刻度值為“15”，則待測(cè)電流表內(nèi)阻=____Ω。（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

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