【題目】如圖所示,V形細(xì)桿AOB能繞其對(duì)稱軸OOˊ轉(zhuǎn)動(dòng),OOˊ鉛豎直方向,V形桿的兩臂與轉(zhuǎn)軸間的夾角均為α=450.兩質(zhì)量均為m=0.1kg的小環(huán),分別套在V形桿的兩 臂上,并用長(zhǎng)為L=1.2m、能承受最大拉力Fm=4.5N的輕質(zhì)細(xì)線連結(jié),環(huán)與細(xì)桿兩臂間的最大靜摩擦力等于兩者間彈力的0.2倍.當(dāng)桿以角速度ω轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),細(xì)線始終處于水平狀態(tài),取 g=10m/s2.
(1) 求桿轉(zhuǎn)動(dòng)角速度ω的最小值;
(2) 將桿的角速度從最小值開始緩慢增大,直到細(xì)線斷裂,寫出此過程中細(xì)線拉力隨角速度變化的函數(shù)關(guān)
系式。
【答案】(1)3.33rad/s(2)F拉=0(rad/s≤ω≤5rad/s);F拉=0.06ω21.5(5rad/s<ω<10rad/s)
【解析】(1)角速度最小時(shí),fmax沿桿向上,此時(shí)繩處于松弛狀態(tài)則
豎直方向由平衡條件得FNsin45°+fmaxcos45°=mg,
水平方向由牛頓第二定律得FNcos45°-fmaxsin45°=mω12r,
且fmax=0.2FN,r= ,
解得ω1= ≈3.33rad/s
(2)當(dāng)fmax沿桿向下時(shí),繩仍處于松弛狀態(tài),有
豎直方向由平衡條件得FNsin45°=fmaxcos45°+mg,
水平方向由牛頓第二定律得FNcos45°+fmaxsin45°=mω22r,
解得ω2=5rad/s
此后,拉力隨ω的增大而變大,當(dāng)細(xì)線拉力剛達(dá)到最大時(shí),有
FNsin45°-fmaxcos45°=mg
Fmax+FNcos45°+fmaxsin45°=mω32r,
解得ω3=10rad/s
因此在ω2~ω3間,F拉=mω2rFNcos45°+fmaxsin45°
所以拉力隨角速度的函數(shù)關(guān)系式為:F拉=0(rad/s≤ω≤5rad/s);
F拉=0.06ω21.5(5rad/s<ω<10rad/s)
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖,小車質(zhì)量M=2.0kg,與水平地面的摩擦阻力忽略不計(jì),物體質(zhì)量m=0.50kg,物體與小車間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.3.小車在水平向右的拉力作用下由靜止開始向右加速運(yùn)動(dòng),求:
(1)為使小車和物體一起向右做勻加速運(yùn)動(dòng),水平拉力
不能超過多少?
(2)小車在外力作用下以1.2m/s2的加速度向右運(yùn)動(dòng),物體受摩擦力多大?水平拉力多大?
(3)欲使小車產(chǎn)生a=3.5m/s2的加速度,需給小車提供多大的水平推力?
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】太陽(yáng)表面半徑為R′,平均密度為ρ′,地球表面半徑和平均密度分別為R和ρ,地球表面附近的重力加速度為g0 , 則太陽(yáng)表面附近的重力加速度g′( )
A. g0
B. g0
C. g0
D. g0
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖為嫦娥三號(hào)登月軌跡示意圖.圖中M點(diǎn)為環(huán)地球運(yùn)動(dòng)的近地點(diǎn),N為環(huán)月球運(yùn)動(dòng)的近月點(diǎn).a(chǎn)為環(huán)月運(yùn)行的圓軌道,b為環(huán)月球運(yùn)動(dòng)的橢圓軌道,下列說法中正確的是( )
A.嫦娥三號(hào)在環(huán)地球軌道上的運(yùn)行速度大于11.2km/s
B.嫦娥三號(hào)在M點(diǎn)進(jìn)入地月轉(zhuǎn)移軌道時(shí)應(yīng)點(diǎn)火加速
C.設(shè)嫦娥三號(hào)在圓軌道a上經(jīng)過N點(diǎn)時(shí)的加速度為a1 , 在橢圓軌道b上經(jīng)過N點(diǎn)時(shí)的加速度為a2 , 則a1>a2
D.嫦娥三號(hào)在圓軌道a上的機(jī)械能小于在橢圓軌道b上的機(jī)械能
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,在一光滑的水平面上有兩塊相同的木板B和C.重物A(視為質(zhì)點(diǎn))位于B的右端,A、B、C的質(zhì)量相等.現(xiàn)A和B以同一速度滑向靜止的C,B與C發(fā)生正碰.碰后B和C粘在一起運(yùn)動(dòng),A在C上滑行,A與C有摩擦力.已知A滑到C的右端而未掉下.試問:從B、C發(fā)生正碰到A剛移動(dòng)到C右端期間,C所走過的距離是C板長(zhǎng)度的多少倍?
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】質(zhì)量為60kg的建筑工人,不慎從高空跌下,幸好彈性安全帶的保護(hù),使他懸掛起來.已知彈性安全帶的緩沖時(shí)間是1.2s,安全帶長(zhǎng)5m,g取10m/s 2 , 則安全帶所受的平均沖力的大小為( )
A.500 N
B.1100 N
C.600 N
D.100 N
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,大氣壓強(qiáng)為p0 , 氣缸水平固定,開有小孔的薄隔板將其分為A、B兩部分,光滑活塞可自由移動(dòng).初始時(shí)氣缸內(nèi)被封閉氣體溫度T,A、B兩部分容積相同.加熱氣體,使A、B兩部分體積之比為1:2.
(1)氣體應(yīng)加熱到多少溫度?
(2)將活塞向左推動(dòng),把B部分氣體全部壓入A中,氣體溫度變?yōu)?T,求此時(shí)氣體壓強(qiáng).
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】某實(shí)驗(yàn)小組應(yīng)用如圖甲所示裝置“探究加速度與物體受力的關(guān)系”,已知小車的質(zhì)量為M,砝碼及砝碼盤的總質(zhì)量為m,所用的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所接的交流電的頻率為50Hz,實(shí)驗(yàn)步驟如下:
A.按圖所示安裝好實(shí)驗(yàn)裝置,其中與定滑輪及彈簧測(cè)力計(jì)相連的細(xì)線豎直;
B.調(diào)節(jié)長(zhǎng)木板的傾角,輕推小車后,使小車能沿長(zhǎng)木板向下勻速運(yùn)動(dòng);
C.掛上砝碼盤,接通電源后,再放開小車,打出一條紙帶,由紙帶求出小車的加速度;
D.改變砝碼盤中砝碼的質(zhì)量,重復(fù)步驟C,求得小車在不同合力作用下的加速度.
根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)過程,回答以下問題:
(1)對(duì)于上述實(shí)驗(yàn),下列說法正確的是 .
A.小車的加速度與砝碼盤的加速度大小相等
B.實(shí)驗(yàn)過程中砝碼盤處于超重狀態(tài)
C.與小車相連的輕繩與長(zhǎng)木板一定要平行
D.彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)應(yīng)為砝碼和砝碼盤總重力的一半
E.砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量
(2)實(shí)驗(yàn)中打出的一條紙帶如圖乙所示,由該紙帶可求得小車的加速度為 m/s2.(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)
(3)由本實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)作出小車的加速度a與彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F的關(guān)系圖象,與本實(shí)驗(yàn)相符合的是
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,兩物體A、B用輕質(zhì)彈簧相連靜止在光滑水平面上,現(xiàn)同時(shí)對(duì)A、B兩物體施加等大反向的水平恒力F1、F2 , 使A、B同時(shí)由靜止開始運(yùn)動(dòng),在運(yùn)動(dòng)過程中,對(duì)A、B兩物體及彈簧組成的系統(tǒng),正確的說法是(彈簧不超過其彈性限度)( )
A.動(dòng)量始終守恒
B.機(jī)械能不斷增加
C.當(dāng)彈簧伸長(zhǎng)到最長(zhǎng)時(shí),系統(tǒng)的機(jī)械能最大
D.當(dāng)彈簧彈力的大小與F1、F2的大小相等時(shí),A,B兩物體速度為零
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