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如图所示,光滑杆AB长为L=3m,B端固定一根劲度系数为k=10N/m、原长为L...

如图所示,光滑杆AB长为L=3m,B端固定一根劲度系数为k=10N/m、原长为L0=2m的轻弹簧,质量为m=2kg的小球套在光滑杆上并与弹簧的上端连接. 为过B点的竖直轴,杆与水平面间的夹角始终为θ=53°.

  

(1)当球随杆一起绕轴匀速转动时,弹簧恰好处于原长,求匀速转动时的角速度ω;

(2)球随杆在第(1)小题的角速度下匀速转动,球突然获得沿杆向上的一个分速v=3m/s,小球恰好能沿杆运动到最高点A,求小球从开始滑动到杆的最高点过程中,杆对球所做的功W.(已知:弹簧的弹性势能大小,其中x为弹簧的形变量)

 

(1) (2)32J 【解析】试题分析: 对小球分析,抓住竖直方向上的合力为零,水平方向上的合力提供向心力,列式联立求出匀速转动的角速度;根据牛顿第二定律求出小球做匀速转动时距离B点的距离,求出此时小球的动能,结合最高点的动能,运用动能定理求出杆对小球做功的大小。 (1)当弹簧恢复原长时,由牛顿第二定律可得: 代入数据解得: 刚开始滑动时,垂直于杆的分速度, 沿杆方向速度 所以开始滑动时的初速度 最高点时的速度 向上滑动过程中,弹簧弹力做的功 重力做的功 滑动过程运用动能定理: 得W=32J 点睛:本题考查了动能定理、牛顿第二定律、胡克定律与圆周运动的综合,知道小球做匀速转动时,靠径向的合力提供向心力,并结合竖直方向上的合力为零,联立求解。  
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考点分析:
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如图所示,用内壁光滑的薄壁细管弯成的“S”形轨道固定于竖直平面内,其弯曲部分是由两个半径均为R=0.2m的半圆平滑对接而成(圆的半径远大于细管内径),轨道底端D点与水平地面相切。现一辆质量为m=0.1kg的玩具小车,在恒定功率P=1W的牵引力作用下加速到D点关闭发动机后进入“S”形轨道,从轨道的最高点A飞出后,恰好垂直撞在固定斜面B上的C点,C点与下半圆的圆心等高,已知:斜面的倾角为θ=30º,假设小车在整个运动过程中的阻力不计。求:

(1)小车离开A点瞬间的速度大小

(2)在A点小车对轨道的压力的大小和方向

(3)小车在水平地面的运动时间t

 

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如图所示,在绕竖直轴匀速转动的水平圆盘盘面上,离轴心r=20cm处放置一小物块A,其质量为m=2kg,A与盘面间相互作用的静摩擦力的最大值为其重力的k倍(k=0.5),试求:

 

 

(1)当圆盘转动的角速度ω=2rad/s时,物块与圆盘间的摩擦力大小多大?方向如何?

(2)欲使A与盘面间不发生相对滑动,则圆盘转动的最大角速度多大?

(3)A随圆盘从静止开始缓慢加速,直至即将相对圆盘发生相对滑动的过程中,圆盘对物块做的功。(取g=10m/s2

 

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我国嫦娥二号卫星于2010101日在西昌卫星发射中心发射升空,并于2010106日上午被月球捕获,成功进入环月轨道。假设嫦娥二号卫星绕月球做匀速圆周运动的周期为T,已知卫星离月球表面的高度为h,月球的半径为R,引力常量为G

求:(1)月球的质量M

2)月球表面的重力加速度g

 

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如图所示,在水平圆盘上有一过圆心的光滑小槽,槽内有两根原长、劲度系数均相同的橡皮绳拉住一质量为m的小球,一条橡皮绳拴在O点,另一条拴在点,其中O为圆盘的中心,点在圆盘的边缘上,橡皮绳的劲度系数为,原长为圆盘半径R的,现使圆盘角速度由零缓慢增大,则:

A.时,间橡皮绳处于原长

B.时,小球距圆心距离为

C.时,小球距圆心的距离为

D.时,间橡皮绳的弹力为

 

 

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如图所示,粗糙水平圆盘上,质量相等的A.B两物块叠放在一起,随圆盘一起做匀速圆周运动,A与B之间的摩擦因数和B与圆盘之间的摩擦因数相等,则下列说法正确的是(   )

A. B的向心力是A的向心力的2倍

B. 盘对B的摩擦力的大小是B对A的摩擦力大小的2倍

C. A、B都有沿半径向后滑动的趋势

D. 若缓慢增加圆盘的转速,因为B受到的摩擦力比A大,所以B会先滑动

 

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