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如图所示,表面粗糙的圆盘以恒定角速度ω匀速转动,质量为m的物体与转轴间系有一轻质...

如图所示,表面粗糙的圆盘以恒定角速度ω匀速转动,质量为m的物体与转轴间系有一轻质弹簧,已知弹簧的原长大于圆盘半径.弹簧的劲度系数为k,物体在距转轴R处恰好能随圆盘一起转动而无相对滑动,现将物体沿半径方向移动一小段距离,若移动后,物体仍能与圆盘一起转动,且保持相对静止,则需要的条件是什么?

 

即若物体向圆心移动,则k≤mw2,若物体向远离圆心方向移动,则k≥mw2. 【解析】设恰好物体相对圆盘静止时,弹簧压缩量为Δl,静摩擦力为最大静摩擦力fmax,这时物体处于临界状态,由向心力公式fmax-kΔl=mRω2,① 假若物体向圆心移动x后,仍保持相对静止,f1-k(Δl+x)=m(R-x)ω2,② 由①、②两式可得fmax-f1=mxω2-kx,③ 所以mxω2-kx≥0,得k≤mω2,④ 若物体向外移动x后,仍保持相对静止,f2-k(Δl-x)≥m(R+x)ω2,⑤ 由①~⑥式得fmax-f2=kx-mxω2≥0,⑥ 所以k≥mω2,⑦ 即若物体向圆心移动,则k≤mω2, 若物体向远离圆心方向移动,则k≥mω2.  
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考点分析:
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如图所示,滑块A、B的质量分别为m与m,m<m,由轻质弹簧相连接,置于水平的气垫导轨上.用一轻绳把两滑块拉至最近,使弹簧处于最大压缩状态后绑紧.两滑块一起以恒定的速度v向右滑动.突然,轻绳断开.当弹簧伸长至本身的自然长度时,滑块A的速度正好为零.问在以后的运动过程中,滑块B是否会有速度等于零的时刻?试通过定量分析,证明你的结论.

 

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质量mA=10kg的物块A与质量mB=2kg的物块B放在倾角θ=300的光滑斜面上处于静止状态.轻质弹簧一端与物块B连接.另一端与固定档板连接.弹簧的劲度系数k=400N/m.现给物块A施加一个平行于斜面向上的F.使物块A沿斜面向上做匀加速运动.已知力F在前0.2s内为变力.0.2s后为恒力.求:(g=10m/s2

1F的最大值与最小值

2F由最小值到最大值的过程中.物块A所增加的重力势能。

 

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在某市区内,一辆小汽车在平直的公路上以速度v向东匀速行驶,一位观光游客正由南向北从班马线上横过马路.汽车司机发现前方有危险(游客正在D处)经0.7s作出反应,紧急刹车,但仍将正步行至B处的游客撞伤,该汽车最终在C处停下.为了清晰了解事故现场.现以图示之:为了判断汽车司机是否超速行驶,警方派一警车以法定最高速度v=14.0m/s行驶在同一马路的同一地段,在肇事汽车的起始制动点A紧急刹车,经31.5m后停下来.在事故现场测得=17.5m、=14.0m、=2.6m.问

①该肇事汽车的初速度v是多大?

②游客横过马路的速度大小?(g取10m/s

 

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如图所示,长木板A右边固定着一个挡板,包括挡板在内的总质量为1.5M,静止在光滑的水平地面上.小木块B质量为M,从A的左端开始以初速度v在A上滑动,滑到右端与挡板发生碰撞,已知碰撞过程时间极短,碰后木块B恰好滑到A的左端就停止滑动.已知B与A间的动摩擦因数为μ,B在A板上单程滑行长度为l.求:

(1)若μ=3v/160g,在B与挡板碰撞后的运动过程中,摩擦力对木板A做正功还是负功?做多少功?
(2)讨论A和B在整个运动过程中,是否有可能在某一段时间里运动方向是向左的.如果不可能,说明理由;如果可能,求出发生这种情况的条件.

 

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如图所示,一质量M=2kg的长木板B静止于光滑水平面上,B的右边放有竖直挡板.现有一小物体A(可视为质点)质量m=1kg,以速度v=6m/s从B的左端水平滑上B,已知A和B间的动摩擦因数μ=0.2,B与竖直挡板的碰撞时间极短,且碰撞时无机械能损失.

(1)若B的右端距挡板s=4m,要使A最终不脱离B,则木板B的长度至少多长?
(2)若B的右端距挡板s=0.5m,要使A最终不脱离B,则木板B的长度至少多长?

 

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