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如图所示,半径为、质量分布均匀且质量为m的小球用两根不可伸长的轻绳a、b连接,两...

如图所示,半径为满分5 manfen5.com、质量分布均匀且质量为m的小球用两根不可伸长的轻绳a、b连接,两轻绳的另一端系在一根竖直杆的A、B两点上,A、B两点相距为l,当两轻绳伸直后,A、B两点到球心的距离均为l.当竖直杆以自己为轴转动并达到稳定时(细绳a、b与杆在同一竖直平面内).求:

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(1)竖直杆角速度ω为多大时,小球恰离开竖直杆.

(2)轻绳a的张力Fa与竖直杆转动的角速度ω之间的关系.

 

(1)(2)Fa=mlω2+mg,此时 【解析】 试题分析:(1)小球恰离开竖直杆时,小球与竖直杆间的作用力为零,此时轻绳a与竖直杆间的夹角为α,由题意可知, 沿半径:Fasin α=mω2r 垂直半径:Facos α=mg 联立解得 (2)由(1)可知时, 若角速度ω再增大,小球将离开竖直杆,在轻绳b恰伸直前,设轻绳a与竖直杆的夹角为β,此时小球做圆周运动的半径为r=lsin β 沿半径:Fasin β=mω2r 垂直半径:Facos β=mg 联立解得Fa=mω2l 当轻绳b恰伸直时,β=60°,此时 故有Fa=mω2l,此时 若角速度ω再增大,轻绳b拉直后,小球做圆周运动的半径为r=lsin 60° 沿半径:Fasin 60°+Fbsin 60°=mω2r 垂直半径:Facos 60°=Fbcos 60°+mg 联立解得Fa=mlω2+mg,此时 考点:圆周运动;牛顿第二定律的应用  
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考点分析:
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如图所示,质量M=1 kg的木板静置于倾角θ=37°、足够长的固定光滑斜面底端.质量m=1 kg的小物块(可视为质点)以初速度v0=4 m/s从木板的下端冲上木板,同时在木板上端施加一个沿斜面向上的F=3.2 N的恒力.若小物块恰好不从木板的上端滑下,求木板的长度l为多少?(已知小物块与木板之间的动摩擦因数μ=0.8,重力加速度g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)

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如图所示为某工厂的货物传送装置,倾斜运输带AB(与水平面成α=37°)与一斜面BC(与水平面成θ=30°)平滑连接,B点到C点的距离为L=0.6 m,运输带运行速度恒为v0=5 m/s,A点到B点的距离为x=4.5 m,现将一质量为m=0.4 kg的小物体轻轻放于A点,物体恰好能到达最高点C点,已知物体与斜面间的动摩擦因数μ1满分5 manfen5.com,求:(g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,空气阻力不计)

 

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(1) 小物体运动到B点时的速度v的大小;

(2) 小物体与运输带间的动摩擦因数μ;

(3) 小物体从A点运动到C点所经历的时间t.

 

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如图所示为测量物块与水平桌面之间动摩擦因数的实验装置示意图.实验步骤如下:

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①用天平测量物块和遮光片的总质量M,重物的质量m,用米尺测量两光电门之间的距离s;已知遮光片的宽度为d;

②调整轻滑轮,使细线水平;

③让物块从光电门A的左侧由静止释放,用数字毫秒计分别测出遮光片经过光电门A和光电门B所用的时间ΔtA和ΔtB,求出加速度a;

④多次重复步骤③,求a的平均值满分5 manfen5.com

⑤根据上述实验数据求出动摩擦因数μ.

回答下列问题:

(1)物块的加速度大小a可用d、s、ΔtA和ΔtB表示为a=________.

(2)动摩擦因数μ可用M、m、满分5 manfen5.com和重力加速度g表示为μ=________.

(3)如果细线没有调整到水平,由此引起的误差属于____________(填“偶然误差”或“系统误差”).

 

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橡皮筋也像弹簧一样,在弹性限度内弹力F与伸长量x成正比,即F=kx,其中k的值与橡皮筋未受到拉力时的长度L、横截面积S有关,理论与实际都表明k=满分5 manfen5.com,其中Y是一个由材料决定的常数,材料力学上称之为杨氏模量.

(1)在国际单位中,杨氏模量Y的单位应该是________.

A.N        B.m          C.N/m          D.N/m2

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(2)用如图甲所示的装置就可以测出这种橡皮筋的Y值,下面的表格是橡皮筋受到的拉力F与伸长量x的实验记录.请在图乙中作出F-x的图象,由此图象可求得该橡皮筋的劲度系数k=__N/m.(保留两位有效数字)

拉力F(N)

5

10

15

20

25

伸长量x(cm)

1.6

3.2

4.8

6.4

8

(3)这种橡皮筋的杨氏模量Y=                .(保留一位有效数字)

 

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质量不计的弹簧下端固定一小球.现手持弹簧上端使小球随手在竖直方向上以同样大小的加速度a(a<g)分别向上、向下做匀加速直线运动.若忽略空气阻力,弹簧的伸长量分别为x1、x2;若空气阻力不能忽略且大小恒定,弹簧的伸长量分别为x′1、x′2.则(  

A.满分5 manfen5.com      B.满分5 manfen5.com

C.满分5 manfen5.com     D.满分5 manfen5.com

 

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