6.如圖所示,質(zhì)量為m=2kg的小物塊放在足夠長(zhǎng)的水平面上,用水平長(zhǎng)細(xì)線緊繞在半徑R=1m、質(zhì)量為2kg的薄壁圓筒上.t=0時(shí)刻,圓桶在電動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)下由靜止開(kāi)始繞豎直中心軸轉(zhuǎn)動(dòng),角速度滿足ω=2t(rad/s),物體和地面之間滑動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5,重力加速度g=10m/s2,求:
(1)小物塊運(yùn)動(dòng)的速度v與時(shí)間t的關(guān)系及繩子拉力的大;
(2)從0到3s內(nèi)小物塊的位移大;
(3)從0到3s內(nèi)電動(dòng)機(jī)做了多少功?

分析 (1)物體運(yùn)動(dòng)的速度與圓筒邊緣的線速度大小相同,由v=ωR求v與t的關(guān)系,從而分析物體的運(yùn)動(dòng)情況;根據(jù)線速度的變化可以求得物體的加速度的大小,再由牛頓第二定律可求得拉力;
(2)由位移時(shí)間公式求位移.
(3)由動(dòng)能定理或功的公式可求得拉力所做的功,即電動(dòng)機(jī)做的功.

解答 解:(1)圓筒邊緣的線速度大小與物塊運(yùn)動(dòng)的速度大小相同,則 v=ωR=2t×1=2t(m/s),可知,物體的速度與時(shí)間成正比,所以物塊做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),加速度為 a=$\frac{v}{t}$=2m/s2
根據(jù)物塊受力,由牛頓第二定律得 T-μmg=ma      
則細(xì)線拉力為 T=m(μg+a)=2×(0.5×10+2)N=14N
(2)從0到3s內(nèi)小物塊的位移大小 x=$\frac{1}{2}a{t}^{2}$=$\frac{1}{2}×2×{3}^{2}$m=9m
(3)電動(dòng)機(jī)做的功為  W=Tx=14×9J=126J
答:
(1)小物塊運(yùn)動(dòng)的速度v與時(shí)間t的關(guān)系是v=2t(m/s),及繩子拉力的大小是14N;
(2)從0到3s內(nèi)小物塊的位移大小是9m;
(3)從0到3s內(nèi)電動(dòng)機(jī)做了126J的功.

點(diǎn)評(píng) 本題考查動(dòng)能定理、圓周運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)等內(nèi)容;關(guān)鍵要抓住物塊的速度與圓筒線速度的關(guān)系,通過(guò)列式分析物體的運(yùn)動(dòng)情況.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

16.甲、乙、丙三個(gè)觀察者同時(shí)觀察一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng).甲說(shuō):“它在做勻速直線運(yùn)動(dòng).”乙說(shuō):“它是靜止的.”丙說(shuō):“它在做變速直線運(yùn)動(dòng).”這三個(gè)人的說(shuō)法( 。
A.在任何情況下都不對(duì)B.對(duì)于各自選定的參照系都對(duì)
C.對(duì)于選定的同一參照系都對(duì)D.總有一個(gè)人或兩個(gè)人是講錯(cuò)的

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題

17.長(zhǎng)為L(zhǎng)=1m的細(xì)線,拴一質(zhì)量為m=2kg的小球,一端固定于O點(diǎn).讓其在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)(這種運(yùn)動(dòng)通常稱為圓錐擺運(yùn)動(dòng)),如圖.求擺線L與豎直方向的夾角為α=53°時(shí):
(1)線的拉力F;
(2)小球運(yùn)動(dòng)的線速度的大小;
(3)小球運(yùn)動(dòng)的角速度及周期.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

14.如圖所示,虛線表示某點(diǎn)電荷Q所激發(fā)電場(chǎng)的等勢(shì)面,已知a、b兩點(diǎn)在同一等勢(shì)面上,c、d兩點(diǎn)在另一個(gè)等勢(shì)面上.甲、乙兩個(gè)帶電粒子以相同的速率,沿不同的方向從同一點(diǎn)a射入電場(chǎng),在電場(chǎng)中沿不同的軌跡adb曲線、acb曲線運(yùn)動(dòng).則下列說(shuō)法正確( 。
A.兩粒子所帶的電荷符號(hào)不同
B.甲粒子經(jīng)過(guò)c點(diǎn)時(shí)的速度一定小于乙粒子經(jīng)過(guò)d點(diǎn)的速度
C.兩個(gè)粒子的電勢(shì)能都是先減小后增大
D.經(jīng)過(guò)b點(diǎn)時(shí),兩粒子的動(dòng)能一定相等

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

1.在用接在50Hz交流電源上的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)定小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的加速度的實(shí)驗(yàn)中,得到如圖所示的一條紙帶,從比較清晰的點(diǎn)開(kāi)始起,分別標(biāo)上計(jì)數(shù)點(diǎn)0、1、2、3、4…,相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)點(diǎn)未畫出,量得0與1兩點(diǎn)間的距離x1=4.00cm,1與2兩點(diǎn)間的距離x2=6.00cm,2與3兩點(diǎn)間的距離x3=8.00cm.則打下測(cè)量點(diǎn)1時(shí)小車的速度大小為0.5m/s,打下2點(diǎn)時(shí)小車的速度大小為0.7m/s,小車的加速度大小為2m/s2

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

1.如圖所示,圖甲中MN為足夠大的不帶電薄金屬板,在金屬板的右側(cè),距離為d的位置上放入一個(gè)電荷量為+q的點(diǎn)電荷O,由于靜電感應(yīng)產(chǎn)生了如圖甲所示的電場(chǎng)分布.P是金屬板上的一點(diǎn),P點(diǎn)與點(diǎn)電荷O之間的距離為r,幾位同學(xué)想求出P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小,但發(fā)現(xiàn)問(wèn)題很難.幾位同學(xué)經(jīng)過(guò)仔細(xì)研究,從圖乙所示的電場(chǎng)得到了一些啟示,經(jīng)過(guò)查閱資料他們知道:圖甲所示的電場(chǎng)分布與圖乙中虛線右側(cè)的電場(chǎng)分布是一樣的.圖乙中兩異號(hào)點(diǎn)電荷電荷量的大小均為q,它們之間的距離為2d,虛線是兩點(diǎn)電荷連線的中垂線.由此他們分別對(duì)P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向和大小做出以下判斷,其中正確的是( 。
A.方向沿P點(diǎn)和點(diǎn)電荷的連線向左,大小為 $\frac{2kqd}{{r}^{3}}$
B.方向沿P點(diǎn)和點(diǎn)電荷的連線向左,大小為 $\frac{2kq\sqrt{{r}^{2}-v4zz4i8^{2}}}{{r}^{3}}$
C.方向垂直于金屬板向左,大小為 $\frac{2kqd}{{r}^{3}}$
D.方向垂直于金屬板向左,大小為 $\frac{2kq\sqrt{{r}^{2}-ayrba4g^{2}}}{{r}^{3}}$

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

8.靜電場(chǎng)方向平行于x軸,該電場(chǎng)的電勢(shì)φ隨x軸的分布可簡(jiǎn)化為如圖所示的折線,則下列說(shuō)法正確的是(  )
A.在(-d<x<d)區(qū)間內(nèi),該電場(chǎng)為勻強(qiáng)電場(chǎng)
B.若將一電子放在(-d<x<d)區(qū)間內(nèi),則電子在x=0處的電勢(shì)能最小
C.若將一質(zhì)子在(-d<x<0)區(qū)間內(nèi)靜止釋放,則該質(zhì)子在該區(qū)域中運(yùn)動(dòng)時(shí)的電勢(shì)能與動(dòng)能的總和可能為正
D.若將一質(zhì)子在(-d<x<0)區(qū)間內(nèi)靜止釋放,則該質(zhì)子在該區(qū)域中一定做直線運(yùn)動(dòng)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題

5.如圖所示的豎直直角坐標(biāo)平面xoy內(nèi)有兩條過(guò)原點(diǎn)的射線OA和OB與x軸的正半軸和負(fù)半軸都成45°角,在x軸上方∠AOB區(qū)域間分布著方向垂直紙面向外大小為B1的勻強(qiáng)磁場(chǎng),在x軸的下方存在著方向垂直紙面向外大小為B2=$\frac{mv}{qL}$勻強(qiáng)磁場(chǎng),現(xiàn)有一質(zhì)量為m,帶電量為+q的帶電粒子以速度v從位于直線OA上的P(L,L)點(diǎn)豎直向下射出,經(jīng)過(guò)測(cè)量發(fā)現(xiàn),此粒子每經(jīng)過(guò)相同的時(shí)間T會(huì)回到P點(diǎn),(不計(jì)粒子重力)
(1)求勻強(qiáng)磁場(chǎng)$\frac{{B}_{1}}{{B}_{2}}$之比;
(2)若保持B2不變,而∠AOB間的磁場(chǎng)方向不變,現(xiàn)從P點(diǎn)向下發(fā)射兩個(gè)速度在0~$\frac{v}{2}$圍內(nèi)(0<v≤$\frac{v}{2}$)與原來(lái)相同的帶電粒子(不計(jì)兩個(gè)粒子間的相互作用力),它們進(jìn)入∠AOB強(qiáng)磁場(chǎng)后都要經(jīng)過(guò)P點(diǎn),求∠AOB間的磁感應(yīng)強(qiáng)度的B1′的大。
(3)在滿足題(2)中的條件下,求從P點(diǎn)出發(fā)后又回到P點(diǎn)的最短時(shí)間為多少?

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題

6.如圖甲所示,帶電荷的粒子以水平速度V0沿O′的方向從O點(diǎn)連續(xù)射入電場(chǎng)中(O′為平行金屬板M、N間的中線).M、N板間接有隨時(shí)間變化的電壓UMN,兩板間電場(chǎng)可看做是均勻的,且兩板外無(wú)電場(chǎng).緊鄰金屬板右側(cè)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B,分界線為CD,S為屏幕.金屬板間距為d、長(zhǎng)度為l,磁場(chǎng)B的寬度為d.已知B=5×10-3T,l=d=0.2m,每個(gè)粒子的初速V0=1.0×15m/s,比荷$\frac{q}{m}$=1.0×108C/kg,重力及粒子間相互作用忽略不計(jì),在每個(gè)粒子通過(guò)電場(chǎng)區(qū)域的極短時(shí)間內(nèi),電場(chǎng)可看做是恒定不變.求:

(1)帶電粒子進(jìn)入磁場(chǎng)做圓周運(yùn)動(dòng)的最小半徑.
(2)帶電粒子射出電場(chǎng)時(shí)的最大速度
(3)帶電粒子打在屏幕上的區(qū)域?qū)挾龋?/div>

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同步練習(xí)冊(cè)答案