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一转动装置如图甲所示,两根足够长轻杆OA、OB固定在竖直轻质转轴上的O点,两轻杆...

一转动装置如图甲所示,两根足够长轻杆OA、OB固定在竖直轻质转轴上的O点,两轻杆与转轴间夹角均为30°,小球a、b分别套在两杆上,小环c套在转轴上,球与环质量均为m,c与a、b间均用长为L的细线相连,原长为L的轻质弹簧套在转轴上,且与轴上P点、环c相连。当装置以某一转速转动时,弹簧伸长到满分5 manfen5.com,环c静止在O处,此时弹簧弹力等于环的重力,球、环间的细线刚好拉直而无张力。弹簧始终在弹性限度内,忽略一切摩擦和空气阻力,重力加速度为g。求:

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1细线刚好拉直而无张力时,装置转动的角速度ω1

2如图乙所示,该装置以角速度ω2 未知匀速转动时,弹簧长为L/2,求此时杆对小球的弹力大小;

3该装置转动的角速度由ω1缓慢变化到ω2,求该过程外界对转动装置做的功。

 

(1)(2)4mg(3) 【解析】 试题分析:(1)小球做匀速圆周运动,由向心力公式有:mgtan60°=mω12Lsin30° 解得:角速度 (2)对环c.由竖起方向力平衡得:2F线cos60°=mg+F弹; 由题,弹簧拉伸和压缩的形变量相同,则F弹=mg 对球a:竖直方向有 FNsin30°=mg+2F线sin30° 解得,弹力 FN=4mg (3)球a做匀速圆周运动,根据向心力公式有: FNcos30°+F线cos30°=mω22Lcos30° a球的线速度 v2=ω2Lcos30° 整个过程弹簧弹性势能的变化量为零,弹簧弹力做的功为零,对系统,由功能关系得: 考点:动能定理、牛顿第二定律 【名师点睛】:本题综合考查了动能定理、牛顿第二定律、共点力平衡和胡克定律的运用,当装置转动时,抓住小环平衡,小球在竖直方向上平衡,水平方向上的合力提供向心力进行求解;此题有一定难度,考查学生综合分析问题的能力.  
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考点分析:
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如甲图所示,水平光滑地面上用两颗钉子(质量忽略不计)固定停放着一辆质量为M=2kg的小车,小车的四分之一圆弧轨道是光滑的,半径为R=0.6m,在最低点B与水平轨道BC相切,视为质点的质量为m=1kg的物块从A点正上方距A点高为h=1.2m处无初速下落,恰好落入小车圆弧轨道滑动,然后沿水平轨道滑行恰好停在轨道末端C。现去掉钉子(水平面依然光滑未被破坏)不固定小车,而让其左侧靠在竖直墙壁上,该物块仍从原高度处无初速下落,如乙图所示。不考虑空气阻力和物块落入圆弧轨道时的能量损失,已知物块与水平轨道BC间的动摩擦因数为μ=0.1,重力加速度g取10 m/s2,求:

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(1)水平轨道BC长度;

(2)小车不固定时物块再次与小车相对静止时距小车B点的距离;

(3)两种情况下由于摩擦系统产生的热量之比.

 

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清明节高速免费,物理何老师驾车在返城经过高速公路的一个出口路段如图所示,发现轿车从出口A进入匝道,先匀减速直线通过下坡路段至B点(通过B点前后速率不变),再匀速率通过水平圆弧路段至C点,最后从C点沿平直路段匀减速到收费口D点停下。已知轿车在出口A处的速度v0=20m/s,AB长L1=200m;BC为四分之一水平圆弧段,限速(允许通过的最大速度)v=10m/s,轮胎与BC段路面间的动摩擦因μ=0.2,最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力, CD段为平直路段长L2=100m,重力加速度g取l0m/s2

求:

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(1)若轿车到达B点速度刚好为v =10m/s,轿车在AB下坡段加速度的大小;

(2)为保证行车安全,车轮不打滑,水平圆弧段BC半径R的最小值

(3)轿车A点到D点全程的最短时间。(保留三位有效数字)

 

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要测一个待测电阻Rx(约200 )的阻值,实验室提供了如下器材:

电源E:电动势3.0V,内阻不计;

电流表A1:量程0~10mA,内阻r1约50 ;电流表A2:量程0~500μA,内阻r2为1000

滑动变阻器R1:最大阻值20 ,额定电流2A;

定值电阻R2=5000;定值电阻R3=500;电键S及导线若干。

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(1)为了测定待测电阻上的电压,可以将电流表     (选填“A1”或“A2”)串联定值电阻    (选填“R2”或“R3”),将其改装成一个量程为3.0V的电压表。

(2)如图(1)所示为测量电阻Rx的甲、乙两种电路方案,其中用到了改装后的电压表和另一个电流表,则应选电路图       (选填“甲”或“乙”)。

(3)若所选测量电路中电流表的读数为I=6.2mA,改装后的电压表读数为1.20V。根据电流表和电压表的读数,并考虑电压表内阻,求出待测电阻Rx=       

 

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在做探究平抛运动的实验时,让小球多次沿同一轨道运动,通过描点法画小球作平抛运动的轨迹并计算初速度。

(1)为了能较准确地描绘运动轨迹,下面列出了一些操作要求,将你认为正确的选项前面的字母填在横线上:_______            _.

A.通过调节使斜槽的末端保持水平

B.应该利用天平测出小球的质量

C.每次必须由静止释放小球

D.每次释放小球的位置必须相同

E.应该用秒表测出小球运动的时间

F.应该用重锤线画出竖直轴y轴

G.将球的位置记录在纸上后,取下纸,用直尺将点连成折线

(2)某同学根据所描绘出的运动轨迹,测量了轨迹上的不同点的坐标值。根据所测到的数据以y为纵坐标,以x2为横坐标,在坐标纸上画出对应的图像,发现为过原点的直线,并测出直线斜率为k,已知当地的重力加速度为g,则初速度v0=________.

 

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如图所示,质量为m=1kg的物体自空间O点以水平初速度v0抛出,落在地面上的A点,其轨迹为一抛物线.现仿此抛物线制作一个光滑滑道并固定在与OA完全重合的位置上,然后将此物体从O点由静止释放,受微小扰动而沿此滑道滑下,在下滑过程中物体未脱离滑道.P为滑道上一点,OP连线与竖直成45°角,此时物体的速度是10m/s,取g=10m/s2,下列说法正确的是(      

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A.物体做平抛运动的水平初速度v0满分5 manfen5.comm/s

B.物体沿滑道经过P点时速度的水平分量为满分5 manfen5.comm/s

C.OP的长度为满分5 manfen5.comm

D.物体沿滑道经过P点时重力的功率为满分5 manfen5.comW

 

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