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如图所示,用一根长为L=1m的细线,一端系一质量为m=1kg的小球(可视为质点)...

如图所示,用一根长为L=1m的细线,一端系一质量为m=1kg的小球(可视为质点),另一端固定在一光滑椎体顶端,锥面与竖直方向的夹角θ=37°,当小球在水平面内绕椎体的轴做匀速圆周运动的角速度为ω时,细线的张力为T。求(g=10m/s2sin37°=0.6cos37°=0.8,结果用根式表示)

(1)若要小球离开锥面,则小球的角速度ω0至少为多大?

(2)若小球的角速度ω=rad/s,则细线与竖直方向的夹角为多大?细绳的张力多大?

(3)若小球的角速度ω=rad/s,则小球对圆锥体的压力为多大?

 

(1)(2) 20N (3)3.6N 【解析】试题分析:小球刚要离开锥面时的速度,此时支持力为零,根据牛顿第二定律求出该临界角速度ω0;通过角速度的大小判断小球释放离开锥面,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,结合牛顿第二定律和平衡方程进行求解。 (1)小球刚好离开锥面时,小球只受到重力和拉力,小球做匀速圆周运动,由牛顿第二定律得: 解得: (2)因,故此时小球已离开锥面,小球受到锥面的支持力FN=0,设细线与竖直方向的夹角为α,则: 解得: 细绳的张力: (3)因,故此时小球未离开锥面,设小球受到的支持力为FN,细线张力为F,则 , 联立以上两式,代入数据得:FN=3.6N
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考点分析:
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如图所示,倾角为370的斜面长l=1.9m,在斜面底端正上方的O点将一小球以速度v0=3m/s水平抛出,与此同时释放在顶端静止的滑块,经过一段时间后,小球恰好能够以垂直斜面的方向击中滑块(小球和滑块均视为质点,重力加速度g=10m/s2sin370=0.6,cos370=0.8)。求:

1)抛出点O离斜面底端的高度;

2)滑块与斜面间的动摩擦因数μ

 

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在“探究平抛运动的运动规律”的实验中,可以描绘出小球平抛运动的轨迹,某次实验中在坐标纸上描出了a、b、c、d四个点。

(1)关于该实验,下列说法正确的是___________

A.应使小球每次从斜槽上相同的位置由静止滑下

B.斜槽轨道必须光滑

C.斜槽轨道末端可以不水平

D.要使描出的轨迹更好地反映真实运动,记录的点应适当多一些

E.为了比较准确地描出小球的运动轨迹,应用一条曲线把所有的点连接起来

(2)已知图中小方格的边长L=10cm,小球平抛的初速度为v=____________(用Lg表示),b点的速度大小为____________m/s。

(3)图中的a_________(填是或否)是抛出点,如不是,抛出点的坐标是_________(a点为坐标原点)。(取g =10m/s2

 

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如图所示,在匀速转动的水平圆盘上,沿半径方向放着用细绳相连的质量均为m的两个物体AB,它们分居圆心两侧,与圆心距离分别为RA=rRB=2r,与盘间的动摩擦因数μ相同,当圆盘转速加快到两物体刚好要发生滑动时,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则下列说法正确的是:

A. 此时绳子张力为μmg

B. 此时圆盘的角速度为

C. 此时A所受摩擦力方向沿半径指向圆外

D. 此时烧断绳子,AB将做离心运动

 

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有关圆周运动的基本模型,下列说法正确的是(   )

A. 如图a,汽车通过拱桥的最高点处于超重状态

B. 如图b所示是一圆锥摆,增大θ,但保持圆锥的高不变,则圆锥摆的角速度不变

C. 如图c,同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A、B位置先后分别做匀速圆周运动,则在A、B两位置小球的角速度及所受筒壁的支持力大小相等

D. 如图d,火车转弯超过规定速度行驶时,外轨对轮缘会有挤压作用

 

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如图所示,倾角为θ的斜面上有ABC三点,现从这三点分别以不同的初速度水平抛出一小球,三个小球均落在斜面上的D点,今测得ABBCCD=5:3:1由此可判断(  )

 

A. A点、B点、 C点三个小球运动时间之比为1:2:3

B. A点、B点、 C点三个小球的运动轨迹可能在空中相交

C. A点、B点、 C点三个小球的初速度大小之比为3:2:1

D. A点、B点、 C点三个小球落在斜面上时速度与初速度间的夹角之比为1:1:1

 

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