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如图所示,在水平放置的圆盘边缘C点固定一个小桶,桶的高度不计,圆盘半径为R=1m...

如图所示,在水平放置的圆盘边缘C点固定一个小桶,桶的高度不计,圆盘半径为R=1m,在圆盘直径CD的正上方,与CD平行放置一条水平滑道AB,滑道右端B与圆盘圆心O在同一竖直线上,且B点距离圆盘圆心的竖直高度h= 1.25m,在滑道左端静止放置质量为m=0.4kg的物块(可视为质点),物块与滑道的动摩擦因数为μ=0.2,现用力F=4 N的水平作用力拉动物块,同时圆盘从图示位置以角速度ω=2π rad/s,绕通过圆心O的竖直轴匀速转动,拉力作用在物块上一段时间后撤掉,最终物块由B点水平抛出,恰好落入圆盘边缘的小桶内。(重力加速度取10m/s2。)

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(1)若拉力作用时间为0.5s,求所需滑道的长度

(2)求拉力所做的最少的功

 

(1)4m  (2)1.44J 【解析】 试题分析:(1)设在拉力F作用下物体的加速度为a1,只在滑动摩擦力作用下的加速度为a2,根据牛顿第二定律有:F-µmg=ma1   -µmg=ma2  解得a1=8m/s2   a2=-2m/s2 由平抛运动规律知从B到C的时间为t==0.5s   所以从B点飞出速度为 vB==2m/s   设拉力作用时间为t0,则滑道的长度L应满足: (2)要使拉力做功最少,则应拉力作用时间最短(或作用距离最短),则应满足圆盘在刚好转动一周时物块掉进C中,由题可知圆盘转动周期:T=1s.由(1)的分析知从拉力开始作用到滑块到B点所用时间等于0.5s,设拉力作用时间为t1,自由滑动时间为t2, 则有vB=a1t1+a2t2,解得t1=0.3s,t2=0.2s,所以拉力做的最少的功为: WF=F×a1t12=1.44J 考点:牛顿第二定律 平抛运动 圆周运动
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考点分析:
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自行车转弯可近似成自行车绕某个定点O(图中未画出)做圆周运动,如图所示为自行车转弯的俯视图,自行车前后轮接触地面的位置A、B相距L,虚线表示两点转弯的轨迹,OB距离满分5 manfen5.com

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(1)求前轮与车身夹角θ

(2)假设B点速度大小v1=2m/s。求A点的速度v2的大小是多少。

 

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如图所示,质量为m的物体放在水平地面上,物体与水平地面间的摩擦因数为满分5 manfen5.com(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力),对物体施加一个与水平方向成满分5 manfen5.com角的力F,求物体在水平面上运动时力F的值应满足的条件。(重力加速度为g)

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如图所示,水平面上A、B两点相距x0=1m。甲球从B点向右做匀速运动的同时,乙球从A点由静止向右做匀加速运动,到达B点后以B点的速度匀速运动.乙球从开始运动,到追上甲球所用的时间t=2s,运动的位移x=7m,求乙球加速过程所用的时间和加速度大小。

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在“探究恒力做功与动能改变的关系”实验中,某实验小组采用如图甲所示的装置。实验步骤如下:

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(a)把纸带的一端固定在小车的后面,另一端穿过打点计时器;

(b)改变木板的倾角,以重力的一个分力平衡小车及纸带受到的摩擦力。接通电源,轻推小车,让小车拖着纸带运动,打点计时器在纸带上打下一系列的点;

(c)用细线将木板上的小车通过一个定滑轮与悬吊的砂桶相连;

(d)接通电源,放开小车,让小车拖着纸带运动,打点计时器就在纸带上打下一系列的点, 测出x、x1、x2(如图乙所示),查得打点周期为T。回答下列问题:

(1)判断重力的一个分力是否已与小车及纸带受到的摩擦力平衡的直接证据是                     

(2)本实验还需直接测量的物理量是                 (用相应的符号表示) ;

(3)探究结果的表达式是                (用相应的符号表示)。

 

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A、B两个物块分别系在一条跨过定滑轮的软绳两端,已知A比B的质量大,1、2是两个光电门。用此装置验证机械能守恒定律。

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(1)实验中除了记录物块B通过两光电门时的速度v1、v2外,还需要测量的物理量是:                 

(2)用已知量和测量量写出验证机械能守恒的表达式:                

 

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