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如图所示,半径R=0.4m的圆盘水平放置,绕竖直轴OO’匀速转动,在圆心O正上方...

如图所示,半径R=0.4m的圆盘水平放置,绕竖直轴OO’匀速转动,在圆心O正上方h=0.8m高处固定一水平轨道,与转轴交于O’点。一质量m=1kg的小车(可视为质点)可沿轨道运动,现对其施加一水平拉力F=4N,使其从O’左侧2m处由静止开始沿轨道向右运动。当小车运动到O’点时,从小车上自由释放一小球,此时圆盘的半径OA正好与轨道平行,且A点在O的右侧。小车与轨道间的动摩擦因数μ=0.2,g取10m/s2

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(1)若小球刚好落到A点,求小车运动到O’点的速度大小;

(2)为使小球刚好落在A点,圆盘转动的角速度应为多大?

(3)为使小球能落到圆盘上,小车在水平拉力F作用时运动的距离范围应为多大?

 

(1)1(m/s)(2)5πnrad/s(n =1,2,3…)(3)1m~1.125m 【解析】 试题分析:(1)小球下落时间t===0.4s(2分) v0=  ==1(m/s) (2分) (2)小球下落过程中圆盘应恰好转过n圈(n =1,2,3…) ω= = 5πnrad/s(n =1,2,3…)(3分) (3)小车运动到O’点时的速度范围在0~1m/s之间 小车在拉力作用和撤去拉力情况下的加速度分别为 ma1=F-f=F-μmg=4-0.2×1×10=2(N),a1=2m/s2(1分) ma2= -f=-μmg=-0.2×1×10=2(N) ,a2=-2m/s2(1分) 当v0=0时,F作用的距离为1m(2分) 当v0=1m/s时,设F撤去时小车的速度为vt + =2m,可解出vt2=4.5m/s,则F作用的距离为s1==1.125m(2分) 因此F作用的距离范围为1m~1.125m(1分) 考点:考查了牛顿第二定律以及匀变速直线运动规律的综合应用
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考点分析:
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摩天大楼中一部直通高层的客运电梯,行程超过百米。电梯的简化模型如图1所示。考虑安全、舒适、省时等因素,电梯的加速度a随时间t变化的。已知电梯在t=0时由静止开始上升,a-t图如图2所示。电梯总质量m=2.0´103kg。忽略一切阻力,重力加速度g取10m/s2

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(1)求电梯在上升过程中受到的最大拉力F1和最小拉力F2

(2)类比是一种常用的研究方法。对于直线运动,教科书中讲解由v-t图像求位移的方法。请你借鉴此方法,对比加速度和速度的定义,根据图2所示a-t图像,求电梯在第1s内速度改变量Dv1和第2s的速率v2

(3)求电梯以最大速率上升时,拉力做功的功率P;再求在0-11s时间内,拉力和重力对电梯所做的总功W。

 

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如图为一滑梯的示意图,滑梯AB段的长度 L= 5.0m,倾角θ=37°。 BC段为与滑梯平滑连接的水平地面。一个小孩从滑梯顶端由静止开始滑下,离开B点后在地面上滑行了s = 2.25m后停下。小孩与滑梯间的动摩擦因数为μ = 0.3。不计空气阻力。(取g = 10m/s2, sin37°= 0.6)求:

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(1)小孩沿滑梯下滑时的加速度a的大小;   

(2)小孩滑到滑梯底端B时的速度v的大小;      

(3)小孩与地面间的动摩擦因数μ′。 

 

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用如图所示的装置可以测量物体与桌面间的动摩擦因数。物体A放在带滑轮的水平长板上,用跨过滑轮(滑轮的大小可不计)的细线将A与另一个物体B相连。开始时B离地面高度为h,A离长板右端距离也为h,从静止释放B后,B会带动A做加速运动,当B落地时A正好离开长木板,最后A也落地(A在空中运动时细线始终处于松弛状态,A、B落地后均不会反弹)。已测得A、B的质量相等,h为已知,手边只有刻度尺一个测量工具。

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(1)为获得A离开长板时的速度,实验中还需要测量的物理量有:_______________和__________________。(写出具体的物理量名称及其符号)

(2)物体A与长板间的动摩擦因数为_______________。(用题目中已知的物理量和还需测量物理量的符号表示)

 

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某实验小组设计了如图(a)所示的实验装置,通过改变重物的质量,利用计算机可得滑块运动的加速度a和所受拉力F的关系图像。他们在轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了实验,得到了两条a-F图线,如图(b)所示。

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(1)图线________是在轨道左侧抬高成为斜面情况下得到的(选填“①”或“②”);

(2)滑块和位移传感器发射部分的总质量m=____________kg;滑块和轨道间的动摩擦因数μ=____________。(重力加速度取g = 10m/s2

 

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将一单摆装置竖直悬挂于某一深度为h(未知)且开口向下的小筒中(单摆的下部分露于筒外),如图(甲)所示,将悬线拉离平衡位置一个小角度后由静止释放,设单摆振动过程中悬线不会碰到筒壁,如果本实验的长度测量工具只能测量出筒的下端口到摆球球心之距l,并通过改变l而测出对应的摆动周期T,再以T2为纵轴、l为横轴做出函数关系图象,就可以通过此图象得出小筒的深度h和当地的重力加速度。

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(1)如果实验中所得到的T2 —l关系图象如图(乙)所示,那么该同学所画出的图象应该是a、b、c中的________________;

(2)由图象可知,小筒的深度h =________m;当地g=_____________m / s2

 

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