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如图所示,半径为R的水平圆盘可绕着过圆心O的竖直轴转动,在圆盘上从圆心O到圆盘边...

如图所示,半径为R的水平圆盘可绕着过圆心O的竖直轴转动,在圆盘上从圆心O到圆盘边缘开有一沿半径方向的光滑细槽.一根原长为R的轻弹簧置于槽内,一端固定在圆心O点,另一端贴放着一质量为m的小球,弹簧始终在弹性限度内.

1)若小球在沿槽方向的力F1作用下,在圆盘边缘随圆盘以角速度ω0转动,求F1的大小;

2)若圆盘以角速度ω1转动,小球被束缚在槽中距离圆盘边缘为xP点,此时弹簧的弹性势能为EP.解除束缚后,小球从槽口飞离圆盘时沿槽方向的速度大小为v,求此过程中槽对小球做的功W1

3)若圆盘以角速度ω2转动,小球在沿槽方向推力作用下,从圆盘边缘缓慢向内移动距离x到达P点.如果推力大小保持不变,求弹簧的劲度系数k以及此过程中推力做的功W2

 

(1)(2)(3) 【解析】 (1)小球在沿槽方向的力F1得作用下做圆周运动,由向心力公式有 (2)设小球从槽口飞出圆盘时的速度为,则根据运动的合成:,设在此过程中弹簧对小球做功为W,有动能定理有:,由于,解得 (3)当小球沿槽方向缓慢向内移动得距离为x1时,由向心力公式有,解得 由于F得大小不变,与x1无关,则有所以推力做的功  
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考点分析:
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质量为m的小球被系在轻绳一端,在竖直平面内做半径为R的圆周运动,如图所示.在圆心处连接有力传感器,用来测量绳子上的拉力,运动过程中小球受到空气阻力的作用,空气阻力随速度减小而减小.某一时刻小球通过轨道的最低点,传感器的示数为7mg,此后小球继续做圆周运动,经过半个圆周恰能通过最高点,下列说法正确的是

A.到最高点过程克服空气阻力做功

B.到最高点过程克服空气阻力做功

C.再次经过最低点时力传感器的示数为5

D.再次经过最低点时力传感器的示数大于5

 

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一质点静止在光滑水平桌面上,t=0时刻在水平外力作用下做直线运动,其速度v随时间t变化的图像如图所示。根据图象提供的信息,判断下列说法正确的是

A. 质点在tl时刻的加速度最大

B. 质点在t2时刻离出发点最远

C. tlt2的时间内,外力的功率先增大后减小

D. t2t3的时间内,外力做负功

 

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如图所示,质量相等的甲、乙两球分别固定于两轻杆的一端,两杆长度分别为L2L,且两杆与水平面夹角相等.两杆的另一端分别可绕轴O在竖直面内转动,现将两球在图示位置由静止释放,不计一切阻力,则在最低点时

A.甲、乙两球的动能之比为1:1

B.甲、乙两球的动能之比为1:2

C.甲、乙两球对杆的拉力之比1:1

D.甲、乙两球对杆的拉力之比1:2

 

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如图所示,斜面倾角为θ。一轻弹簧的自然长度与斜面长相同,都为L,弹簧一端固定在斜面的底端,将个质量为m的小球放在斜面顶端与弹簧另一端接触但不相连,用力推小球使其挤压弹簧并缓慢移到斜面的中点,松手后,小球最后落地的速度大小为v,不计空气阻力和一切摩擦,试求该过程中,人对小球做的功W及小球被抛出后离地面最大高度H分别为

A.

B.

C.

D.

 

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如图所示,卡车通过定滑轮以恒定的功率P0拉轻绳牵引河中的小船沿水面运动,已知小船的质量为m,沿水面运动时所受的阻力为f,当绳AO段与水平面夹角为θ时,小船的速度为v,不计绳子与滑轮的摩擦,则此时小船的加速度等于  

A. B.

C. D.

 

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