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如图所示,有一内壁光滑的试管装有质量为1 g的小球,试管的开口端封闭后安装在水平...

如图所示,有一内壁光滑的试管装有质量为1 g的小球,试管的开口端封闭后安装在水平轴O上,转动轴到管底小球的距离为5 cm,让试管在竖直平面内做匀速转动.问:

1)转动轴达某一转速时,试管底部受到小球的压力的最大值为最小值的3倍,此时角速度多大?

2)当转速ω10 rad/s时,管底对小球的作用力的最大值和最小值各是多少?(g10 m/s2

 

(1)20 rad/ s (2)最小值F1=0;最大值F2=1.5×10-2N 【解析】 (1)转至最低点时,小球对管底压力最大;转至最高点时,小球对管底压力最小,最低点时管底对小球的支持力F1应是最高点时管底对小球支持力F2的3倍,即 ① 根据牛顿第二定律有 最低点:② 最高点:③ 由①②③得 ④ (2)在最高点时,设小球不掉下来的最小角速度为ω0, 则⑤ ⑥ 因为,故管底转到最高点时,小球已离开管底,因此管底对小球作用力的最小值为⑦ 当转到最低点时,管底对小球的作用力最大为F2, 根据牛顿第二定律知 , 则 ⑧  
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如图所示,AB为地球周围的两颗卫星,它们离地面的高度分别为h1h2,已知地球半径为R,地球表面重力加速度为g,求:

(1)A的线速度大小v1

(2)AB的角速度之比ω1ω2.

 

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在做“研究平抛运动”的实验中,为了确定小球在不同时刻所通过的位置,实验时用如图所示的装置,先调节撑杆M的位置使斜槽轨道末端的切线处于水平,然后在一块平木板表面钉上复写纸和白纸,并将该木板竖直立于槽口的正前方水平地面上某一位置。让小球从斜槽上紧靠挡板N处由静止释放,小球撞到木板并在白纸上留下痕迹A;将木板向远离槽口方向平移距离x后,再使小球从N处由静止释放,小球撞在木板上得到痕迹B;又将木板再向远离槽口平移距离x,让小球再次从N处由静止释放,再得到痕迹C。已测得木板每次移动的距离x=15.00cm,测得AB间的高度差y1=7.84cmBC间的高度差y2=17.64cm,取重力加速度,不计空气阻力。

(1)在本实验中,调节轨道使斜槽轨道的末端切线处于水平,其目的是______________________________

(2)小球初速度的测量值v0=____________m/s;(结果保留三位有效数字)

(3)竖直板上的A点与小球水平抛出点的高度差h=____________cm;(结果保留三位有效数字)

(4)在实验中,若该同学在将挡板放在3位置时略向右倾斜了一点,则测得的小球的初速度将_________。(选填“偏大”“偏小”或“不变”)

 

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如图所示,在米尺的一端钻一个小孔,使小孔恰能穿过一根细线,线下端挂一质量为m的小钢球(视为质点).将米尺固定在水平桌面上,使钢球在水平面内做匀速圆周运动,圆心为O,待钢球的运动稳定后,读出钢球到O点的距离r,并用秒表测量出钢球转动n圈用的时间t.则

1)小钢球做圆周运动的周期T=__________

2)小钢球做圆周运动的向心力F=_______________________________(用mntr等物理量表示)

 

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一宇宙飞船绕地心做半径为r的匀速圆周运动,飞船舱内有一质量为的人站在可称体重的台秤上,用R表示地球的半径,g表示地球表面处的重力加速度,表示宇宙飞船所在处的地球引力加速度,表示人对台秤的压力,下列结果中正确的是(   )

A. B. C. D.

 

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如图所示,飞船从轨道1变轨至轨道2。若飞船在两轨道上都做匀速圆周运动,不考虑质量变化,相对于在轨道1上,飞船在轨道2上的(  )

A.速度大

B.向心加速度大

C.运行周期长

D.角速度小

 

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