【題目】圖甲是中國家家戶戶都有的團(tuán)圓桌。餐桌上放一半徑為r=1.5m可繞中心軸轉(zhuǎn)動的圓盤,近似認(rèn)為餐桌與圓盤在同一水平面內(nèi),忽略兩者之間的間隙,如圖乙。餐桌離地高度為h=0.8m,將某小物體放置在圓盤邊緣,該物體與圓盤的動摩擦因數(shù)為μ1=0.6,與餐桌的動摩擦因數(shù)為μ2=0.225,設(shè)小物體與圓盤以及餐桌之間的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。

(1)緩慢增大圓盤的速度,物體從圓盤上甩出的速度

(2)上一問中,為使物體不滑落到地面,餐桌半徑R的最小值

(3)假設(shè)餐桌半徑,物體從圓桌上被甩出后,落到地面上的位置到從圓盤甩出點(diǎn)的水平距離為多少?

【答案】(1)3m/s;(2)2.5m;(3)2.1m

【解析】

(1)最大靜摩擦力提供向心力,根據(jù)牛頓第二定律求得最大角速度;

(2)從圓環(huán)脫離后在餐桌面上做勻減速運(yùn)動,根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式求得通過的位移,利用幾何關(guān)系求得餐桌的最小半徑;

(3)脫離圓環(huán)后在餐桌上做減速運(yùn)動,根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式求得脫離餐桌時(shí)的速度,然后開始做平拋運(yùn)動,根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式和幾何關(guān)系即可判斷

(1) 由題意可得,當(dāng)小物體在圓盤上隨圓盤一起轉(zhuǎn)動時(shí),圓盤對小物體的靜摩擦力提供向心力,所以隨著圓盤轉(zhuǎn)速的增大,小物體受到的靜摩擦力增大。當(dāng)靜摩擦力最大時(shí),小物體即將滑落,此時(shí)圓盤的角速度達(dá)到最大,為:

fm1N=mrω2…(1)

N=mg…(2)

兩式聯(lián)立可得:ω=

所以速度為:;

(2) 由題意可得,當(dāng)物體滑到餐桌邊緣時(shí)速度恰好減為零,對應(yīng)的餐桌半徑取最小值。設(shè)物體在餐桌上滑動的位移為S,物塊在餐桌上做勻減速運(yùn)動的加速度大小為a,則有:

f=μ2mg

所以:a=μ2g=2.25m/s2

物體在餐桌上滑動的初速度為:v0=ωr=3m/s

由運(yùn)動學(xué)公式vt2-v02=-2aS可得:S=2m

由圖形可得餐桌半徑的最小值為:R=;

(3) 當(dāng)物體滑離餐桌時(shí),開始做平拋運(yùn)動,平拋的初速度為物體在餐桌上滑動的末速度vt′,由題意可得:vt′2-v02=-2aS'

由于餐桌半徑為,所以S'=r=1.5m

所以可得:vt′=1.5m/s

物體做平拋運(yùn)動的時(shí)間為t,則: 解得:

所以物體做平拋運(yùn)動的水平位移為:Sx=vt′t=0.6m

所以由題意可得:L=S'+Ss=2.1m。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】利用如圖的裝置驗(yàn)證甲、乙物塊組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒。、乙物塊通過跨過光滑定滑輪的輕繩連接物塊乙正下方連接的紙帶通過豎直固定的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,讓甲、乙同時(shí)由靜止開始釋放。圖2為實(shí)驗(yàn)中獲取的一條紙帶:0是打下的第一個(gè)點(diǎn), 每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)未畫出,A、B、C是連續(xù)相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn),測得OA=14.40cm,OB=25.60cm,OC=40.00cm。已知m=100g,m=50g,當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹?/span>g=9.8m/s2, 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻率為50HZ。

(1)在紙帶上打下計(jì)數(shù)點(diǎn)B時(shí)的速度vB=______m/s;

(2)在打下O到打下B點(diǎn)的過程中系統(tǒng)動能的增量△Ek=_____________J,系統(tǒng)勢能的減少量△Ep=_________________J. (計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)

(3)由紙帶還可以計(jì)算物塊運(yùn)動的加速度的大小a=______m/s2. (計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在如圖所示的某物體做直線運(yùn)動的“a-t”圖象中,引入“加速度的變化率”描述加速度變化的快慢.下述正確的是( )

A. t=1s時(shí),加速度的變化率1.5m/s2

B. 2s內(nèi)物體的速度越來越小

C. 2s后“加速度的變化率”為0,物體的速度也一定為0

D. 2s內(nèi)物體的速度改變量為3 m/s

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如下圖所示,兩平行金屬板A、B長為L=8 cm,兩板間距離d=8cm,A板比B板電勢高300 V,一帶正電的粒子電荷量為q=1.0×1010C,質(zhì)量為m=1.0×1020 kg,沿電場中心線RO垂直電場線飛入電場,初速度v0=2.0×106 m/s,粒子飛出電場后經(jīng)過界面MN、PS間的無電場區(qū)域,然后進(jìn)入固定在O點(diǎn)的點(diǎn)電荷Q形成的電場區(qū)域(設(shè)界面PS右側(cè)點(diǎn)電荷的電場分布不受界面的影響).已知兩界面MN、PS相距為12cm,D是中心線RO與界面PS的交點(diǎn),O點(diǎn)在中心線上,距離界面PS9 cm,粒子穿過界面PS做勻速圓周運(yùn)動,最后垂直打在放置于中心線上的熒光屏bc上.(靜電力常量k=9.0×109 N·m2/C2,粒子的重力不計(jì))求:

(1)粒子穿過界面MN時(shí)偏離中心線RO的距離多遠(yuǎn)?到達(dá)PS界面時(shí)離D點(diǎn)多遠(yuǎn)?

(2)垂直打在放置于中心線上的熒光屏的位置離D點(diǎn)多遠(yuǎn)?

(3)確定點(diǎn)電荷Q的電性并求其電荷量的大小.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】將一個(gè)粉筆頭輕放在以4 m/s的恒定速度運(yùn)動在足夠長的水平傳送帶上后,傳送帶上留下一條長度為4m的畫線。若使該傳送帶仍以4m/s的初速度改做勻減速運(yùn)動,加速度大小恒為3m/s2, 且在傳送帶開始做勻減速運(yùn)動的同時(shí),將另一粉筆頭(與傳送帶的動摩擦因數(shù)和第一個(gè)相同)輕放 在傳送帶上(g取10m/s2,每問結(jié)果取三位有效數(shù)字)

(1)該粉筆頭在傳送帶上能留下一條多長的畫線?

(2)該粉筆頭的位移是多少?

(3)該粉筆頭質(zhì)量為0.01千克,則在傳送帶上滑動時(shí)產(chǎn)生的熱量是多少?

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,細(xì)線的一端系一質(zhì)量為m的小球,另一端固定在傾角為θ的光滑斜面體頂端,細(xì)線與斜面平行.在斜面體以加速度a水平向右做勻加速直線運(yùn)動的過程中,小球始終靜止在斜面上,小球受到細(xì)線的拉力T和斜面的支持力為FN分別為(重力加速度為g)(  )

A. Tm(gsinθacosθ)FNm(gcosθasinθ)

B. Tm(gcosθasinθ),FNm(gsinθacosθ)

C. Tm(acosθgsinθ)FNm(gcosθasinθ)

D. Tm(asinθgcosθ),FNm(gsinθacosθ)

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示實(shí)驗(yàn)裝置可用來探究影響平行板電容器電容的因素,其中電容器左側(cè)極板和靜電計(jì)外殼接地,電容器右側(cè)極板與靜電計(jì)金屬球相連.

(1)本實(shí)驗(yàn)過程使用的實(shí)驗(yàn)方法是________

A.等效替代法 B.控制變量法 C.轉(zhuǎn)換法 D.比較法

(2)實(shí)驗(yàn)過程中進(jìn)行如下操作:使電容器帶電后與電源斷開.如果要研究電容C和兩板間間距d的關(guān)系,應(yīng)保持_______不變,改變_______。(將正確選項(xiàng)填在空格處)

A.兩板間間距d B.兩板板間正對面積S和電介質(zhì)

(3)電容器充電后與電源斷開,下列實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中正確的是_______

A.若只將A板水平向左移動,可觀察到靜電計(jì)指針偏角變小

B.若只將A板豎直向上移動,可觀察到靜電計(jì)指針偏角變大

C.若將一塊有機(jī)玻璃插到兩板之間,可觀察到靜電計(jì)指針偏角變大

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】從地面上以初速度2v0豎直上拋物體A,相隔時(shí)間Δt后再以初速度v0從同一地點(diǎn)豎直上拋物體B,不計(jì)空氣阻力。下列說法正確的是(

A. 物體A、B可能在物體A上升過程中相遇

B. 物體A、B只能在物體A下降過程中相遇

C. 要使物體A、B相遇需要滿足條件

D. 要使物體AB相遇需要滿足條件

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】超載、超速都會危及人民的生命財(cái)產(chǎn)的安全,一貨車嚴(yán)重超載后的總質(zhì)量為50t,以54km/h的速率勻速行駛,發(fā)現(xiàn)紅燈時(shí)司機(jī)剎車,貨車即做勻減速直線運(yùn)動,加速度的大小為2.5m/s2,而不超載時(shí)則為5m/s2

1)若前方無阻擋,問從剎車到停下來此貨車在超載及不超載時(shí)分別前進(jìn)多遠(yuǎn)?

2)在一小學(xué)附近,限速為36km/h,若該貨車不超載,仍以54kmh的速率勻速行駛,看見正前方有一小孩后立即剎車到停止,幸運(yùn)的是沒有發(fā)生車禍,問貨車比不超速行駛至少多前進(jìn)了多遠(yuǎn)?

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同步練習(xí)冊答案