分析 (1)物塊在B點(diǎn)恰好能沿圓軌道CD運(yùn)動(dòng),在B點(diǎn),由重力提供向心力,由牛頓第二定律求出B點(diǎn)的速度,物塊從O點(diǎn)離開(kāi)彈簧過(guò)程,彈簧儲(chǔ)存的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為物塊的動(dòng)能,由動(dòng)能定理求彈性勢(shì)能E0;
(2)物塊從C到D,由動(dòng)能定理求出物塊到D點(diǎn)的速度,由v=rω求角速度.
(3)物塊隨轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)由靜摩擦力充當(dāng)向心力,由牛頓第二定律分析動(dòng)摩擦因數(shù)應(yīng)滿足的條件.
解答 解:(1)因物塊恰好能沿圓軌道CD運(yùn)動(dòng),所以在B點(diǎn)有:
mg=mv2Br
物塊從O點(diǎn)離開(kāi)彈簧,彈簧儲(chǔ)存的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為物塊的動(dòng)能,物塊從O到B,由動(dòng)能定理知
-μmgL=12mv2B−E0
聯(lián)立解得 E0=16J
(2)物塊從C到D,由動(dòng)能定理得
2mgr=12mv2D−12mv2B
解得 vD=√5gr=5m/s
由題意知轉(zhuǎn)盤(pán)邊緣的線速度大小即為物塊在D點(diǎn)的速度大小,由vD=ωR得
轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω=1.25rad/s
(3)物塊在轉(zhuǎn)盤(pán)上受重力、支持力和靜摩擦力,且由摩擦力提供向心力,即 f=mω2R≤μ′mg
解得 μ′≥0.625
答:
(1)彈簧所儲(chǔ)存的彈性勢(shì)能E0是16J.
(2)轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω是1.25rad/s.
(3)物塊與轉(zhuǎn)盤(pán)間的動(dòng)摩擦因數(shù)應(yīng)滿足的條件是μ′≥0.625.
點(diǎn)評(píng) 本題關(guān)鍵要分析清楚物塊的運(yùn)動(dòng)過(guò)程,應(yīng)用牛頓第二定律、機(jī)械能守恒定律、能量守恒定律和圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律,即可正確解題.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | 2va | B. | v2a | C. | x2v | D. | xv |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | 14倍 | B. | 2倍 | C. | 4倍 | D. | 12倍 |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題
A. | 小球從A到B的平均速度為\frac{πR}{2t} | |
B. | 勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為\frac{mg}{3q} | |
C. | 小球從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到擊中斜面的過(guò)程中機(jī)械能守恒 | |
D. | 小球從圓弧軌道飛出到擊中斜面的時(shí)間為3\sqrt{\frac{R}{g}} |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | U2變小 | B. | P變小 | C. | U3變小 | D. | I1不變 |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題
A. | ![]() | B. | ![]() | C. | ![]() | D. | ![]() |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | 只有箭頭a、b是可能的 | B. | 只有箭頭b、c是可能的 | ||
C. | 只有箭頭c是可能的 | D. | 箭頭a、b、c、d都是可能的 |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題
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