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如图所示,水平光滑桌面上A、B两球质量分别为m1、m2,用一劲度系数为k的轻弹簧...

如图所示,水平光滑桌面上AB两球质量分别为m1m2,用一劲度系数为k的轻弹簧相连,一长为L1的水平细线一端与A相连,另一端拴在竖直轴OO′上。当AB均以角速度ωOO′做匀速圆周运动时,弹簧长度为L2,求:

1)弹簧伸长量;

2)细线上的弹力大小;

3)将细线突然烧断瞬间,AB两球的加速度大小。

 

(1) (2)(m1L1+m2L1+m2L2)ω2 (3) ω2(L1+L2) 【解析】(1)由题意可知,B球受到的弹簧弹力充当B球做圆周运动的向心力.设弹簧伸长,满足: 解得弹簧伸长量为: ; (2)对A球分析,绳的弹力和弹簧弹力的合力充当A球做匀速圆周运动的向心力,满足: 所以绳子的弹力为: ; (3)绳子烧断的瞬间,A、B两球都由弹簧的弹力提供加速度. A球: , 解得: , B球: , 解得: 。
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如图所示为用圆锥摆粗略验证向心力的表达式的实验。实验步骤为:用秒表记下钢球运动n圈的时间t;通过纸上的圆测出钢球做匀速圆周运动的半径r,并用天平测出钢球质量m;测出钢球(以球心为准)到悬点的竖直高度h

用测得的量表示钢球所需向心力F1=__________,钢球所受合力F2=__________。表中记录了一次实验得到的数据,则可得F1=_______NF2=_______N。(取重力加速度g=10 m/s2π2≈10,计算结果保留三位有效数字)

 

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如图所示,两个质量均为m=2 kg的相同木块AB(可视为质点)放在转盘上,用长L=0.5 m的细绳连接,转盘能绕中心的轴O1O2转动,A与转轴的距离为L,细绳的延长线经过转轴,木块与转盘间的最大静摩擦力为重力的0.3倍。开始时,绳恰好伸直但无弹力。现让该装置从静止开始转动,使角速度缓慢增大,已知重力加速度g=10 m/s2,以下说法中正确的是

A. ω>rad/s时,绳上一定有弹力

B. ω>rad/s时,AB会相对转盘滑动

C. ωrad/s<ω<2 rad/s范围内增大时,B所受摩擦力变大

D. ω0<ω<2 rad/s范围内增大时,A所受摩擦力一直变大

 

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如图所示叠放在水平转台上的小物体ABC能随转台一起以角速度ω匀速转动,ABC的质量分别为3m、2mmABB与转台、C与转台间的动摩擦因数都为μBC离转台中心的距离分别为r、1.5r.设本题中的最大静摩擦力等于滑动摩擦力.以下说法中不正确的是(  )

A. BA的摩擦力一定为3μmg

B. C与转台间的摩擦力大于AB间的摩擦力

C. 转台的角速度一定满足:ω

D. 转台的角速度一定满足:ω

 

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质量为m的小球由轻绳ab分别系于一轻质细杆的A点和B点,如图,绳a与水平方向成θ角,绳b在水平方向且长为l,当轻杆绕轴AB以角速度ω匀速转动时,小球在水平面内做匀速圆周运动,则下列说法正确的是(   )

A. b绳拉力不可能为零

B. a绳的拉力随角速度的增大而增大

C. 当角速度b绳将出现拉力

D. b绳突然被剪断,则a绳的拉力一定发生变化

 

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如图所示,在光滑水平面上相距20 cm处有两个钉子AB,长1.2 m的细绳一端系着质量为0.5 kg的小球,另一端固定在钉子A上。开始时,小球和钉子AB在同一直线上,小球始终以2 m/s的速率在水平面上做匀速圆周运动。若细绳能承受的最大拉力是5 N,则从开始到细绳断开所经历的时间是

A. 1.2π s    B. 1.4π s    C. 1.8π s    D. 2π s

 

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