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甲、乙两名花样滑冰运动员M甲=40kg,M乙=60kg,面对面手拉手绕他们连线上...

甲、乙两名花样滑冰运动员M40kgM60kg,面对面手拉手绕他们连线上某一点做匀速圆周运动,角速度均为5rad/s,如图所示。若两人相距1.5m,求:

①甲做圆周运动的半径为多大?

②乙做圆周运动的线速度为多大?

③甲对乙的拉力大小?

 

①0.9m;②3.0m/s;③900N。 【解析】 ①甲、乙两名运动员受到的拉力提供向心力,由于相互的拉力大小相等,根据牛顿第二定律得 M甲R甲ω甲2=M乙R乙ω乙2 ① 由于甲、乙两名运动员面对面手拉着手做圆周运动的溜冰表演,所以ω甲=ω乙 已知两人相距1.5m,即 R甲+R乙=1.5m 所以两人的运动半径不同 R甲=0.9m R乙=0.6m ②两人的角速相同,ω甲=ω乙=5rad/s。根据线速度v=ωr得乙的线速度是 v乙=ωR乙=5×0.6m/s=3.0m/s ③甲对乙的拉力提供乙的向心力 F=m乙ω2R乙=60×52×0.6N=900N。  
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考点分析:
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如图所示,圆盘中心有一个光滑小孔,用细绳穿过小孔,两端各系一物块ABAB等质量,物块A与圆盘相对静止一起作匀速圆周运动,物块A匀速圆周运动的半径为r0.20m的匀速圆周运动:

(1)若圆盘光滑,要保持B物块静止,圆盘的角速度多大?

(2)若物块A与圆盘间的动摩擦因数为0.2,要保持B物块静止,圆盘的角速度的范围?取g10m/s2

 

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如图,长L0.8m的轻绳一端与质量m6kg的小球相连,另一端连接一个质量M1kg的滑块,滑块套在竖直杆上,与竖直杆间的动摩擦因数为µ。现在让小球绕竖直杆在水平面内做匀速圆周运动,当绳子与杆的夹角θ60°时,滑块恰好不下滑。假设最大静摩擦力等于滑动摩擦,重力加速度g10m/s2.求:

(1)小球转动的角速度ω的大小;

(2)绳子的拉力为多大?

(3)滑块与竖直杆间的动摩擦因数µ

 

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竖直光滑轨道固定在距地面高为H0.8m的桌子边缘,轨道末端可视作半径为r0.3m的圆形轨道,其末端切线水平,桌子边缘距离竖直墙壁x0.6m。质量为m0.1kg的小球从轨道某处滚下,与竖直墙壁的撞击点距地面高度为0.6m。重力加速度取g10m/s2,求:

(1)小球经过轨道末端时速度的大小;

(2)小球经过轨道末端时对轨道的压力。

 

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空中飞椅是游乐场里少年儿童们十分喜爱的娱乐项目,其模型如图所示,顶端转盘上用等长钢丝绳吊着多个座椅,甲、乙两个儿童分别坐在AB两个吊椅中,当转盘以一定的角速度匀速转动时,连接AB座椅的钢丝绳与竖直方向的夹角分别为αβ。已知AB座椅绕轴的旋转半径分别为r1r2,甲、乙两儿童的质量分别为m1m2,两座椅的质量相等,若m1m2,则(  )

A.质量越大,向心加速度越大

B.甲、乙的加速度均满足mgtan2Lsin

C.αβ大小不相等

D.r1=r2

 

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如图,洗衣机的甩干筒的半径为25cm,可绕竖直中心轴OO′旋转,衣物(可看成质点)靠在简壁上,已知衣物与筒壁间的动摩擦因数为0.4,重力加速度为10m/s2,假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,要使衣物不下滑,甩干筒的最小转速为(  )

A.r/s B.r/s C. r/s D.r/s

 

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