如圖所示，由于街道上的圓形污水井蓋破損，臨時更換了一個稍大于井口的紅色圓形平板塑料蓋。為了測試因塑料蓋意外移動致使蓋上的物塊滑落入污水井中的可能性，有人做了一個實驗：將一個可視為質(zhì)點、質(zhì)量為m的硬橡膠塊置于塑料蓋的圓心處，給塑料蓋一個沿徑向的水平向右的初速度v0，實驗的結(jié)果是硬橡膠塊恰好與塑料蓋分離。設(shè)硬橡膠塊與塑料蓋間的動摩擦因數(shù)為μ，塑料蓋的質(zhì)量為2m、半徑為R，假設(shè)塑料蓋與地面之間的摩擦可忽略，且不計塑料蓋的厚度。

 

(1)求硬橡膠塊與塑料蓋剛好分離時的速度大��；

(2)通過計算說明實驗中的硬橡膠塊是落入井內(nèi)還是落在地面上。


 (1)設(shè)硬橡膠塊與塑料蓋恰好分離時，兩者的共同速度為v，從開始滑動到分離經(jīng)歷時間為t，在此期間硬橡膠塊與塑料蓋的加速度大小分別為a1、a2，由牛頓第二定律得：

μmg＝ma1①

μmg＝2ma2②

v＝a1t＝v0－a2t③

由以上各式得v＝v0。④

(2)設(shè)硬橡膠塊與塑料蓋恰好分離時，硬橡膠塊移動的位移為x，取硬橡膠塊分析，應(yīng)用動能定理得μmgx＝mv2⑤

由系統(tǒng)能量關(guān)系可得μmgR＝(2m)v－(m＋2m)v2⑥

由④⑤⑥式可得x＝R⑦

因x<R，故硬橡膠塊將落入污水井內(nèi)。

答案：(1)v0　(2)落入污水井內(nèi)


練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：


某學(xué)生利用“研究勻變速直線運動”的實驗裝置來測量一個質(zhì)量為m＝50 g的重錘下落時的加速度值，該學(xué)生將重錘固定在紙帶下端，讓紙帶穿過打點計時器，實驗裝置如圖所示。

 

(1)以下是該同學(xué)正確的實驗操作和計算過程，請?zhí)顚懫渲械目瞻撞糠郑?/p>

①實驗操作：____________________，釋放紙帶，讓重錘自由落下，____________________。

②取下紙帶，取其中的一段標(biāo)出計數(shù)點如圖所示，測出相鄰計數(shù)點間的距離分別為x1＝2.60 cm，x2＝4.14 cm，x3＝5.69 cm，x4＝7.22 cm，x5＝8.75 cm，x6＝10.29 cm，已知打點計時器的打點間隔T＝0.02 s，則重錘運動的加速度計算表達式為a＝________________，代入數(shù)據(jù)，可得加速度a＝________m/s2(計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。

(2)該同學(xué)從實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)，重錘下落時的加速度比實際的重力加速度小，為了有效地縮小這個實驗測得的加速度與實際的重力加速度之差，請你提出一個有效的改進方法：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

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科目：高中物理 來源： 題型：


下列說法正確的是(　　)

A. 物體在恒力作用下能做曲線運動也能做直線運動

B. 物體在變力作用下一定是做曲線運動

C. 物體做曲線運動，沿垂直速度方向的合力一定不為零

D. 兩個直線運動的合運動一定是直線運動

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖所示，一直角斜面固定在水平地面上，右邊斜面傾角為60°，左邊斜面傾角為30°，A、B兩物體分別系于一根跨過定滑輪的輕繩兩端，置于兩斜面上，且位于同高度處于靜止?fàn)顟B(tài)。將兩物體看成質(zhì)點，不計一切摩擦和滑輪質(zhì)量，剪斷輕繩，讓兩物體從靜止開始沿斜面滑下，下列判斷正確的是(以地面為參考平面)(　　)

A. 到達斜面底端時兩物體速率相等

B. 到達斜面底端時兩物體機械能相等

C. 到達斜面底端時兩物體重力的功率相等

D. 兩物體沿斜面下滑的時間相等

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖所示，水平傳送帶在電動機的帶動下始終以速度v勻速運動。某時刻在傳送帶上A點處輕輕放上一個質(zhì)量為m的小物體，經(jīng)時間t小物體的速度與傳送帶相同，相對傳送帶的位移大小為x，A點未到右端，在這段時間內(nèi)(　　)

A. 小物體相對地面的位移大小為x

B. 傳送帶上的A點對地的位移大小為x

C. 由于物體與傳送帶相互作用產(chǎn)生的熱能為mv2

D. 由于物體與傳送帶相互作用電動機要多做的功為mv2

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖為實用型高溫超導(dǎo)電纜，利用超導(dǎo)電纜可實現(xiàn)無損耗輸電�，F(xiàn)有一直流電路，輸電線的總電阻為0.4 Ω，它提供給用電器的電功率為40 kW，電壓為800 V。若用臨界溫度以下的超導(dǎo)體電纜替代原來的輸電線，保持供給用電器的功率和電壓不變，那么節(jié)約的電功率為(　　)

A. 1 kW                                       B. 10 kW

C. 1.6 kW                                   D. 1.6×103 kW

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科目：高中物理 來源： 題型：


在圖示電路中，R1＝100 Ω，R2＝200 Ω，R3＝80 Ω，C＝20 μF，電源電動勢為12 V，電源內(nèi)阻不計，閉合電鍵后，若要使電容器所帶電荷量為4×10－5 C，則R4的阻值應(yīng)為(　　)

A. 40 Ω                                        B. 80 Ω

C. 160 Ω                                     D. 400 Ω

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖所示，兩平行金屬導(dǎo)軌間的距離L＝0.40 m，金屬導(dǎo)軌所在的平面與水平面夾角θ＝37°，在導(dǎo)軌所在平面內(nèi)，分布著磁感應(yīng)強度B＝0.50 T、方向垂直于導(dǎo)軌所在平面的勻強磁場，金屬導(dǎo)軌的一端接有電動勢E＝4.5 V、內(nèi)阻r＝0.50 Ω的直流電源�，F(xiàn)把一個質(zhì)量m＝0.040 kg的導(dǎo)體棒ab放在金屬導(dǎo)軌上，導(dǎo)體棒恰好靜止，導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌垂直且接觸良好，導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌接觸的兩點間的電阻R0＝2. 5 Ω。金屬導(dǎo)軌電阻不計，g取10 m/s2。已知sin37°＝0.60，cos37°＝0.80，求：

 

(1)通過導(dǎo)體棒的電流；

(2)導(dǎo)體棒受到的安培力大��；

(3)導(dǎo)體棒受到的摩擦力。

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科目：高中物理 來源： 題型：


下列四幅圖分別對應(yīng)四種說法，其中正確的是(　　)

A. 液體中微粒的運動就是物質(zhì)分子的無規(guī)則熱運動，即布朗運動

B. 當(dāng)兩個相鄰的分子間距離為r0時，它們間相互作用的引力和斥力大小相等

C. 食鹽晶體的物理性質(zhì)沿各個方向都是一樣的

D. 小草上的露珠呈球形的主要原因是液體表面張力的作用

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同步練習(xí)冊答案