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如图所示,水平转盘上放有一个质量为m的小物体,小物体离转动轴的距离为 r,转轴与...

如图所示,水平转盘上放有一个质量为m的小物体,小物体离转动轴的距离为 r,转轴与小物体间用一根刚好伸直的细线相连,小物体和转盘间的最大静摩擦力等于重力的μ倍,细线所能承受的最大拉力为3μmg.求:

(1)当转盘角速度为多少时,细线的拉力为零?

(2)若小物体始终相对转盘静止,转盘转动的最大角速度是多少?

 

(1)ω⩽;(2)2 【解析】 (1)当物体只由静摩擦力提供向心力时,最大的向心力为μmg,此时 μmg⩾mω2r 解得:ω⩽ (2)当拉力达到最大时,转盘有最大角速度ωmax μmg+Fm=mω2r 即:μmg+3μmg=mr 解得:ωmax==2 答:(1)当转盘角速度ω⩽时,细线的拉力为零; (2)若小物体始终相对转盘静止,转盘转动的最大角速度是2.  
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考点分析:
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如图所示,长为L的细绳一端固定,另一端系一质量为m的小球,如果给小球一个合适的初速度,小球便可在水平面内做匀速圆周运动,这样就构成了一个圆锥摆,设细绳与竖直方向的夹角为,下列说法中正确的是  

A. 小球受重力、细绳的拉力和向心力作用 B. 细绳的拉力等于向心力

C. 越大,小球运动的角速度越大 D. 越大,小球运动的线速度越小

 

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机械能守恒定律,某同学做了如下实验:将一小球用细绳悬挂于O点,在O点正下方安装与光电计时器相连的光电门.将小球拉至细线水平由静止释放,小球向下摆动后通过光电门,光电门记录下了小球通过光电门的时间t,若测得小球的直径为d

1)小球通过光电门时的速度大小可表示为v=_____________

2)要验证小球在向下摆动过程中机械能守恒,若测得悬点到小球球心的距离为L,重力加速度用g表示,需要验证的表达式是_________(用tdLg等物理量表示);

3)为了减小实验误差,小球应该满足什么件:___________________

 

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某同学用图(a)所示的实验装置验证机械能守恒定律.已知打点计时器所用电源的频率为50Hz,当地重力加速度为g=9.80m/s2.实验中该同学得到的一条点迹清晰的完整纸带如图(b)所示.纸带上的第一个点记为O,另选连续的三个点ABC进行测量,图中给出了这三个点到O点的距离hAhBhC的值.回答下列问题(计算结果保留3位有效数字)

1)打点计时器打B点时,重物速度的大小vB=_____m/s

2)通过分析该同学测量的实验数据,他的实验结果是否验证了机械能守恒定律?简要说明分析的依据_________________________

 

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如图所示,竖直平面内固定两根足够长的细杆L1L2,两杆分离不接触,且两杆间的距离忽略不计.两个小球ab(视为质点)质量均为ma球套在竖直杆L1上,b杆套在水平杆L2上,ab通过铰链用长度为的刚性轻杆连接,将a球从图示位置由静止释放(轻杆与L2杆夹角为45°),不计一切摩擦,已知重力加速度为g.在此后的运动过程中,下列说法中正确的是

A.a球和b球所组成的系统机械能守恒

B.b球的速度为零时,a球的加速度大小一定等于g

C.b球的最大速度为

D.a球的最大速度为

 

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如图所示,圆弧形光滑轨道ABC固定在竖直平面内,O是圆心,OC竖直,OA水平.A点紧靠一足够长的平台MND点位于A点正上方.如果从D点无初速度释放一个小球,从A点进入圆弧轨道,有可能从C点飞出,做平抛运动,落到平台MN上,不计空气阻力,重力加速度为g,下列说法正确的是(

A.只要D点距A点的高度合适,小球可以落在MN上任意一点

B.在由D点运动到A点和由C点运动到P点的过程中重力功率都越来越小

C.D点经ABC三点到P点的过程中机械能守恒

D.如果DA间的距离为h,则小球经过圆弧轨道最低点B时对轨道的压力为

 

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