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如图所示,一个竖直放置的圆锥筒可绕其中心轴OO′转动,同内壁粗糙,筒口半径和筒高...

如图所示,一个竖直放置的圆锥筒可绕其中心轴OO′转动,同内壁粗糙,筒口半径和筒高分别为R和H,筒内壁A点的高度为筒高的一半,内壁上有一质量为m的小物块,求:
①当筒不转动时,物块静止在筒壁A点受到的摩擦力和支持力的大小;
②当物块在A点随筒做匀速转动,且其所受到的摩擦力为零时,筒转动的角速度.

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(1)当筒不转动时,物块受到重力、筒壁A的摩擦力和支持力作用,根据平衡条件求解.角度由数学知识求出. (2)当物块在A点随筒做匀速转动,且其受到的摩擦力为零时,由重力和支持力的合力提供物块的向心力,由牛顿第二定律求解. 【解析】 (1)设圆锥母线与水平方向的夹角为θ.当筒不转动时,物块静止在筒壁A点时受到的重力、摩擦力和支持力三力作用而平衡,    由平衡条件得      摩擦力的大小:f=mgsinθ=      支持力的大小:N=mgcosθ=;    (2)当物块在A点随筒做匀速转动,且其所受到的摩擦力为零时,物块在筒壁A点时受到的重力和支持力作用,它们的合力提供向心力,设筒转动的角速度为ω有    mgtanθ=mω2 由几何关系得  tanθ=   联立解得ω= 答:(1)当筒不转动时,物块静止在筒壁A点受到的摩擦力为,                    支持力的大小为;     (2)当物块在A点随筒做匀速转动,且其受到的摩擦力为零时,筒转动的角速度为.
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考点分析:
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某实验小组利用实验室提供的器材探究一种金属丝的电阻率,所用器材包括:输出为3V的直流稳压电源、电流表、待测金属丝、螺旋测微器(千分尺)、米尺、电阻箱、开关和导线等.
(1)他们截取了一段金属丝,拉直后固定在绝缘的米尺上,并在金属丝上夹上一个小金属夹,金属夹可在金属丝上移动.请根据现有器材,设计实验电路,并连接电路实物图1
(2)实验的主要步骤如下:
①正确连接电路,设定电阻箱的阻值,开启电源,合上开关;
②读出电流表的示数,记录金属夹的位置;
③断开开关,______,合上开关,重复②的操作.
(3)该小组测得电流与金属丝接入长度关系的数据,并据此给出了图2的关系图线,其斜率为______A-1•m-1(保留三位有效数字);图线纵轴截距与电源电动势的乘积代表了______的电阻之和.
(4)他们使用螺旋测微器测量金属丝的直径,示数如图3所示.金属丝的直径是______.图2中图线的斜率、电源电动势和金属丝横截面积的乘积代表的物理量是______,其数值和单位为______(保留三位有效数字).
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某试验小组利用拉力传感器和速度传感器探究“动能原理”.如图1,他们将拉力传感器固定在小车上,用不可伸长的细线将其通过一个定滑轮与钩码相连,用拉力传感器记录小车受到拉力的大小.在水平面上相距50.0cm的A、B两点各安装一个速度传感器,
记录小车通过A、B时的速度大小、小车中可以放置砝码.
(1)试验主要步骤如下:
①测量______和拉力传感器的总质量M1;把细线的一端固定在拉力传感器上,另一端通过定滑轮与钩码相连;正确连接所需电路;
②将小车停在C点,______,小车在细线拉动下运动,记录细线拉力及小车通过A、B时的速度;
③在小车中增加砝码,或______,重复②的操作.
(2)表1是他们测得的一组数据,期中M是M1与小车中砝码质量之和,manfen5.com 满分网是两个速度传感器记录速度的平方差,可以据此计算出动能变化量△E,F是拉力传感器受到的拉力,W是F在A、B间所做的功.表格中的△E3=______,W3=______.(结果保留三位有效数字)
(3)根据表,请在图2中的方格纸上作出△E-W图线.
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数据记录表
次数M/kgmanfen5.com 满分网/(m/s)2△E/JF/NW/J
10.5000.7600.1900.4000.200
20.5001.650.4130.84000.4200
30.5002.40△E31.220W3
41.0002.401.202.4201.21
51.0002.841.422.8601.43

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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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