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有一如图所示的装置,轻绳上端系在竖直杆的顶端O点,下端P连接一个小球(小球可视为...

有一如图所示的装置,轻绳上端系在竖直杆的顶端O点,下端P连接一个小球(小球可视为质点),轻弹簧一端通过铰链固定在杆的A点,另一端连接在P点,整个装置可以在外部驱动下绕OA轴旋转.刚开始时,整个装置处于静止状态,弹簧处于水平方向.现在让杆从静止开始缓慢加速转动,整个过程中,绳子一直处于拉伸状态,弹簧始终在弹性限度内,忽略一切摩擦和空气阻力.已知:OA=4m,OP=5m,小球质量m=1kg,弹簧原长l=5m,重力加速度g10m/2.求:

(1)弹簧的劲度系数k;

(2)当弹簧弹力为零时,整个装置转动的角速度ω.

 

(1) (2) 【解析】 (1)开始整个装置处于静止状态,对小球进行受力分析,如图所示: 根据平衡条件得: , 联立并代入数据解得: (2)当弹簧弹力为零时,小球上移至位置,绕中点C做匀速圆周运动,受力分析如图所示: 由图可得,轨道半径为,,其中 根据牛顿第二定律得: 联立解得:  
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如图,一固定容器的内壁是半径为R的半球面;在半球面水平直径的一端有一质量为m的质点P.它在容器内壁由静止下滑到最低点的过程中,克服摩擦力做的功为W.重力加速度大小为g.设质点P在最低点时,向心加速度的大小为a,容器对它的支持力大小为N,则(  )

 

A. a B. a

C. N D. N

 

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如图所示,两根等长的细线拴着两个小球在竖直平面内各自做圆周运动 一时刻小球1运动到自身轨道的最低点,小球2恰好运动到自身轨道的最高点,这两点高度相同,此时两小球速度大小相同若两小球质量均为m,忽略 空气阻力的影响,则下列说法正确的是

A. 此刻两根线拉力大小相同

B. 运动过程中,两根线上拉力的差值最大为2mg

C. 运动过程中,两根线上拉力的差值最大为10mg

D. 若相对同一零势能面,小球1在最高点的机械能等于小球2在最低点的机械能

 

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如图所示,一个内壁光滑的圆锥筒,其轴线垂直于水平面,圆锥筒固定不动.有一个质量为的小球A紧贴着筒内壁在水平面内做匀速圆周运动,筒口半径和筒高分别为RH,小球A所在的高度为筒高的一半.已知重力加速度为,则(    

A.小球A做匀速圆周运动的角速度

B.小球A受到重力、支持力和向心力三个力作用

C.小球A受到的合力大小为

D.小球A受到的合力方向垂直于筒壁斜向上

 

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如图所示,一根轻杆,在其B点系上一根细线,细线长为R,在细线下端连上一质量为 m小球.以轻杆的A点为顶点,使轻杆旋转起来,B点在水平面内做匀速圆周运动,轻杆的轨迹为一个母线长为L的圆锥,轻杆与中心轴AO间的夹角为α.同时小球在细线的约束下开始做圆周运动,轻杆旋转的角速度为ω,小球稳定后,细线与轻杆间的夹角β = 2α.重力加速度用g表示,(    )

A.细线对小球的拉カ为mg /sina

B.小球做圆周运动的周期为π/ω

C.小球做圆周运动的线速度与角速度的乘积为gtan2a

D.小球做圆周运动的线速度与角速度的比值为(L+R)sina

 

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如图所示,BC是半径为 的竖直面内的圆弧轨道,轨道末端C在圆心O的正下方, ,将质量为 的小球,从与O等高的A点水平抛出,小球恰好从B点沿圆弧切线方向进入轨道,由于小球与圆弧之间有摩擦,能够使小球从BC做匀速圆周运动,重力加速度大小为 ,则下列说法正确的是(      )

A.BC,小球与轨道之间的动摩擦因数可能保持不变

B.BC,小球克服摩擦力做功为5J

C.A、B两点间的距离为  m

D.小球从BC的全过程中,小球对轨道的压力不变

 

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