【題目】圖所示,半徑為R的半球形陶罐,固定在可以繞豎直軸旋轉(zhuǎn)的水平轉(zhuǎn)臺(tái)上,轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)軸與過(guò)陶罐球心O的對(duì)稱軸OO′重合。轉(zhuǎn)臺(tái)以一定角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng),一質(zhì)量為m的小物塊落入陶罐內(nèi),經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后,小物塊隨陶罐一起轉(zhuǎn)動(dòng)且相對(duì)罐壁靜止,它和O點(diǎn)的連線與OO′之間的夾角θ為60°。重力加速度大小為g。

(1)若ω=ω0,小物塊受到的摩擦力恰好為零,求ω0;

(2)ω=(1±kω0,且0<k <<1,求小物塊受到的摩擦力大小和方向。

【答案(1)

(2)當(dāng)時(shí),摩擦力方向沿罐壁切線向下,大小為;當(dāng)時(shí),摩擦力方向沿罐壁切線向下,大小為

【解析(1)物塊陶罐在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),當(dāng)物塊受到的摩擦力恰好等于零時(shí),物塊受的重力和陶罐對(duì)其施加的指向O點(diǎn)的支持力的合力提供向心力,有,代入數(shù)據(jù),可得,

(2)當(dāng)時(shí),物塊受到的摩擦力沿陶罐壁切線向下,設(shè)摩擦力的大小為f,陶罐壁對(duì)物塊的支持力為FN,對(duì)物塊受力分析,如圖1所示,則:

水平方向:;豎直方向:

代入數(shù)據(jù),解得:(2分)

同理,當(dāng)時(shí),物塊受到的摩擦力沿陶罐壁切線向,對(duì)其受力分析,如圖2所示,則:

水平方向:;豎直方向:

代入數(shù)據(jù),解得:

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:

【題目】如圖所示,足夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌豎直放置,間距為L,其上端連接有阻值為R的電阻和電容器C,裝置區(qū)域有垂直于導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,將一根水平金屬棒ab開(kāi)始下滑。已知金屬棒ab的質(zhì)量為m,電阻也為R。金屬棒ab在運(yùn)動(dòng)中始終保持水平且與導(dǎo)軌良好接觸,且通過(guò)金屬棒ab的電流恒定不變,忽略導(dǎo)軌電阻,重力加速度為g。則下列說(shuō)法正確的是

A. 金屬棒ab做勻速運(yùn)動(dòng),速度大小是

B. 金屬棒ab做勻變速運(yùn)動(dòng),加速度大小是

C. 電阻R的電功率

D. 若金屬棒ab由靜止下滑,開(kāi)始時(shí)電容器所帶電荷量為0,那么經(jīng)過(guò)時(shí)間t,電容器的電量

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,一小型發(fā)電機(jī)通過(guò)升壓、降壓變壓器把電能輸送給用戶,已知發(fā)電機(jī)的輸出功率P1=50kW,輸出電壓U1=500V,升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為n1n2=15,兩個(gè)變壓器間的輸電導(dǎo)線的總電阻R=15Ω,降壓變壓器的輸出電壓U4=220V,變壓器本身的損耗忽略不計(jì),求: (1)升壓變壓器副線圈兩端的電壓U2 2)輸電線上損耗的電功率P 3)降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比n3n4

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】通過(guò)觀測(cè)冥王星的衛(wèi)星,可以推算出冥王星的質(zhì)量。假設(shè)衛(wèi)星繞冥王星做勻速圓周運(yùn)動(dòng),除了引力常量外,至少還需要兩個(gè)物理量才能計(jì)算出冥王星的質(zhì)量。這兩個(gè)物理量可以是

A. 衛(wèi)星的速度和角速度

B. 衛(wèi)星的質(zhì)量和軌道半徑

C. 衛(wèi)星的質(zhì)量和角速度

D. 衛(wèi)星的運(yùn)行周期和軌道半徑

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】某同學(xué)在用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中,獲得如圖所示的紙帶,圖中A、B、C、D、E為相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn),相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)間有四個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出.

(1)根據(jù)紙帶上所給出的數(shù)據(jù),計(jì)算C、D兩點(diǎn)的瞬時(shí)速度,得V C =______m/s ,

V D =______m/s.這段紙帶運(yùn)動(dòng)的平均速度是______m/s.

(2)在如圖所示的坐標(biāo)系中,以打A點(diǎn)時(shí)為計(jì)時(shí)起點(diǎn),作出小車的v-t圖線_____________

(3)根據(jù)圖象求出紙帶運(yùn)動(dòng)的加速度a=______m/s 2 .(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖,光滑的水平面上有兩枚鐵釘AB,A、B相距0.1m,長(zhǎng)1m的柔軟細(xì)繩栓在A上,另一端系一質(zhì)量為0.5kg的小球,小球的初始位置在AB連線上A的一側(cè),把細(xì)繩拉緊,給小球以2m/s的垂直細(xì)繩方向的水平速度,使小球作圓周運(yùn)動(dòng),由于釘子B的存在,使得細(xì)繩慢慢地纏在AB上。若繩能承受的最大拉力為4N.整個(gè)過(guò)程小球速度大小不變.求:

(1)剛開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)小球受到的拉力大小?

(2)小球剛開(kāi)始做勻速圓周運(yùn)動(dòng)周期大小?

(3)從小球開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到細(xì)繩斷所用的時(shí)間?(保留3位有效數(shù)值)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,物體P用水平作用力F壓在豎直的墻上,沿墻勻速下滑,物體的重力為G,墻對(duì)物體的彈力為N、摩擦力為f,物體對(duì)墻的壓力N’、摩擦力為f’。下列說(shuō)法正確的有( )

A. Gf是一對(duì)平衡力

B. NF是一對(duì)平衡力

C. ff’是一對(duì)作用力和反作用力

D. N’F是一對(duì)作用力和反作用力

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】不經(jīng)歷風(fēng)雨怎么見(jiàn)彩虹,彩虹的產(chǎn)生原因是光的色散,如圖所示為太陽(yáng)光射到空氣中的小水珠發(fā)生色散形成彩虹的光路示意圖,a、b為兩種折射出的單色光以下說(shuō)法正確的是

A. a光光子能量大于b光光子能量

B. 在水珠中a光的傳播速度大于b光的傳播速度

C. 用同一雙縫干清裝置看到的a光干涉條紋間距比b光寬

D. 如果b光能使某金屬發(fā)生光電效應(yīng),則a光也一定能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】(1)在做用單擺測(cè)定重力加速度的實(shí)驗(yàn)中,某同學(xué)甲用毫米刻度尺測(cè)得擺線長(zhǎng);用游標(biāo)卡尺測(cè)得擺球的直徑如圖所示,則擺球直徑____________

用秒表測(cè)得單擺完成次全振動(dòng)的時(shí)間如圖所示,則秒表的示數(shù)____________;若用給出的各物理量符號(hào)(L0、、、)表示當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?/span>,則計(jì)算的表達(dá)式為____________

(2)實(shí)驗(yàn)中同學(xué)甲發(fā)現(xiàn)測(cè)得的值偏小,可能的原因是_______

A.測(cè)擺線長(zhǎng)時(shí)擺線拉得過(guò)緊

B.?dāng)[線上端未牢固地系于懸點(diǎn),振動(dòng)中出現(xiàn)松動(dòng),使擺線長(zhǎng)度增加了

C.開(kāi)始計(jì)時(shí)時(shí),秒表過(guò)遲按下

D.實(shí)驗(yàn)中誤將次全振動(dòng)計(jì)為

(3)為了提高實(shí)驗(yàn)精度,某同學(xué)乙在實(shí)驗(yàn)中通過(guò)改變幾次擺長(zhǎng),并測(cè)出相應(yīng)的周期,從而得到一組對(duì)應(yīng)的的數(shù)據(jù),再以為橫坐標(biāo)、為縱坐標(biāo),建立坐標(biāo)系,將所得數(shù)據(jù)進(jìn)行連線,實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)如下表所示:

次數(shù)

擺長(zhǎng)

次全振動(dòng)時(shí)間

振動(dòng)周期

振動(dòng)周期的平方

請(qǐng)將表中第三次測(cè)量數(shù)據(jù)標(biāo)在右圖中,并在右圖中作出變化的關(guān)系圖象__________

②根據(jù)圖象,可知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹?/span>____________(保留位有效數(shù)字).

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