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如图所示,水平放置的圆盘半径为R=1m,在其边缘C点固定一个高度不计的小桶,在圆...

如图所示,水平放置的圆盘半径为R=1m,在其边缘C点固定一个高度不计的小桶,在圆盘直径CD的正上方放置一条水平滑道 AB,滑道与CD平行.滑道右端B与圆盘圆心O在同一竖直线上,其高度差为h=1.25m.在滑道左端静止放置质量为m=0.4kg的物块(可视为质点),物块与滑道间的动摩擦因数为μ=0.2.当用一大小为F=4N的水平向右拉力拉动物块的同时,圆盘从图示位置以角速度ω=2πrad/s,绕穿过圆心O的竖直轴匀速转动.拉力作用一段时间后撤掉,物块在滑道上继续滑行,由B点水平抛出,恰好落入小桶内.重力加速度g取10m/s2

(1)物块在B点的速度大小;

(2)求拉力作用的最短时间。

 

(1) (2)0.3s 【解析】(1)物块由B点抛出后做平抛运动,在竖直方向有:h=gt2  物块离开滑道B点的速度: (2)拉动物块时的加速度,由牛顿第二定律:F-μmg=ma1 得:a1=8m/s2, 物块减速运动时μmg=ma2 解得a2=2m/s2 圆盘转过一周时落入,拉力作用时间最短;盘转过一圈的时间:   物块在滑道上先加速后减速:v=a1t1-a2t2 物块滑行时间、抛出在空中时间与圆盘周期关系:t1+t2+t=T 由上面两式联立得:t1=0.3s    
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如图所示,半径为R=0.1m的半球形陶罐,固定在可以绕竖直轴旋转的水平转台上,转台转轴与过陶罐球心O的对称轴重合,转台以一定角速度ω匀速旋转,一质量为m=0.5kg的小物块落入陶罐内,经过一段时间后,小物块随陶罐一起转动且相对罐壁静止,它和O点的连线与之间的夹角θ为37°。(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2

(1)若小物块受到的摩擦力恰好为零,求此时的角速度ω0

(2)当ω=10rad/s时,此时物块受到的摩擦力是多少?

 

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在某星球上,宇航员用弹簧测力计提着质量为m的物体以加速度a竖直上升,此时弹簧测力计示数为F,而宇宙飞船在靠近该星球表面绕星球做匀速圆周运动而成为该星球的一颗卫星时,宇航员测得其环绕周期是T,已知引力常量G。根据上述数据,试求该星球的质量。

 

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山地滑雪是人们喜爱的一项体育运动。一雪坡由ABBC两段组成,AB是倾角为θ=37°的斜坡,可认为光滑。BC是半径为R=5m的圆弧面,有摩擦。圆弧面BC与斜坡AB相切于B点,与水平面相切于C点,如图所示。又已知AB竖直高度h1=5m,运动员连同滑雪装备总质量为80kg,从A点由静止滑下通过C点后飞落到DE上,其中运动员在BC圆弧面上运动时由于受到摩擦力的作用速度的大小保持不变。整个运动过程中不计空气阻力,g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。求:

(1)运动员到达C点的速度大小?

(2)运动员经过C点时受到的支持力的大小?

 

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在“研究平抛物体的运动”实验中,某同学记录了ABC三点,取A点为坐标原点,建立了如图所示的坐标系.平抛轨迹上的这三点坐标值图中已标出.那么小球由A运动到B的时间为________s,小球平抛的初速度为_______m/s,小球运动到B点的竖直分速度为______m/s,小球抛出点的坐标为________.(g=10m/s2

 

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在探究加速度与力、质量的关系实验中,采用如图所示的实验装置,小车及车中砝码的质量用M表示,盘及盘中砝码的质量用m表示,小车的加速度可由小车后拖动的纸带打上的点计算出.

(1)当Mm的大小关系满足________时,才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘及盘中砝码的重力.

(2)一组同学在做加速度与质量的关系实验时,保持盘及盘中砝码的质量一定,改变小车及车中砝码的质量,测出相应的加速度,采用图象法处理数据.为了比较容易地观测加速度a与质量M的关系,应该作a________的图象.

(3)乙、丙同学用同一装置做实验,画出了各自得到的图线如图所示,两个同学做实验时的哪一个物理量取值不同?______

A.拉力F    B.质量M

 

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