(2011?江蘇模擬)如圖所示,M是水平放置的半徑足夠大的圓盤,繞過其圓心的豎直軸OO′勻速轉(zhuǎn)動,規(guī)定經(jīng)過O點且水平向右為x軸正方向.在圓心O點正上方距盤面高為h處有一個可間斷滴水的容器,從t=0時刻開始容器沿水平軌道向x軸正方向做初速為零的勻加速直線運動.已知t=0時刻滴下第一滴水,以后每當(dāng)前一滴水剛好落到盤面時再滴下一滴水.則
(1)每一滴水離開容器后經(jīng)過多長時間滴落到盤面上?
(2)要使每一滴水在盤面上的落點都位于同一直線上,圓盤的角速度ω應(yīng)為多大?
(3)當(dāng)圓盤的角速度為
3
2
π
g
2h
時,第二滴水與第三滴水在盤面上落點間的距離為s,求容器的加速度a.
分析:(1)離開容器后,每一滴水在豎直方向上做自由落體運動,水平方向做勻加速直線運動,水滴運動的時間等于豎直方向運動的時間,由高度決定;
(2)要使每一滴水在盤面上的落點都位于同一直線上,則圓盤在t秒內(nèi)轉(zhuǎn)過的弧度為kπ,k為不為零的正整數(shù);
(3)通過勻加速直線運動的公式求出兩個水滴在水平方向上的位移,再算出兩個位移之間的夾角,根據(jù)位移關(guān)系算出容器的加速度.
解答:解:(1)∵離開容器后,每一滴水在豎直方向上做自由落體運動.
∴每一滴水滴落到盤面上所用時間t=
2h
g

    (2)∵要使每一滴水在盤面上的落點都位于同一直線,則圓盤在t秒內(nèi)轉(zhuǎn)過的弧度為kπ,k為不為零的正整數(shù).
∴ωt=kπ        
         即ω=kπ
g
2h
,其中k=1,2,3…
    (3)∵第二滴水離開O點的距離為s2=
1
2
at2+(at)t
…①
           第三滴水離開O點的距離為s3=
1
2
a(2t)2+(a2t)t
…②
          (上面①②兩式中:t=
2h
g
…③)
         又∵△θ=ωt=
3
2
π
g
2h
×
2h
g
=
3
2
π

      即第二滴水和第三滴水分別滴落在圓盤上x軸方向及垂直x軸的方向上.
∴s22+s32=s2…④
     聯(lián)列①②③④可得:a=
73
73
sg
h
=0.117
sg
h

答:(1)每一滴水離開容器后經(jīng)過
2h
g
時間滴落到盤面上;(2)要使每一滴水在盤面上的落點都位于同一直線上,圓盤的角速度ω應(yīng)為
g
2h
,其中k=1,2,3…
;(3)容器的加速度a為0.117
sg
h
點評:該題涉及到運動的合成與分解,圓周運動,勻變速直線運動的相關(guān)規(guī)律,綜合性較強,難度較大.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

(2011?江蘇模擬)已知金星繞太陽的公轉(zhuǎn)周期小于1年,則可判定( 。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

(2011?江蘇模擬)如圖所示電路,將兩個相同的電流計分別改裝成電流表A1(0~3A)和電流表A2(0~0.6A),把這兩個電流表并連接入電路中測量電流.則下列說法中正確的是( 。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

(2011?江蘇模擬)利用霍爾效應(yīng)制作的霍爾元件,廣泛應(yīng)用于測量和自動控制等領(lǐng)域.如圖是霍爾元件的工作原理示意圖,磁感應(yīng)強度B垂直于霍爾元件的工作面向下,通入圖示方向的電流I,C、D兩側(cè)面會形成電勢差UCD,下列說法中正確的是( 。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

(2011?江蘇模擬)在地面上方的A點以E1=3J的初動能水平拋出一小球,小球剛落地前的瞬時動能為E2=7J,落地點在B點,不計空氣阻力,則A、B兩點的連線與水平方向的夾角為( 。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

(2011?江蘇模擬)如圖所示,質(zhì)量為m的物塊在力F作用下靜止于傾角為α的斜面上,力F大小相等且F<mgsinα,則物塊所受摩擦力最大的是( 。

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案