（10分）如圖所示的水平轉(zhuǎn)盤可繞豎直軸OO′旋轉(zhuǎn)，盤上水平桿上穿著兩個質(zhì)量均為m=2kg的小球A和B�，F(xiàn)將A和B分別置于距軸rA=0.5m和rB=1m處，并用不可伸長的輕繩相連。已知兩球與桿之間的最大靜摩擦力都是fm=1N。試分析轉(zhuǎn)速ω從零緩慢逐漸增大（短時間內(nèi)可近似認(rèn)為是勻速轉(zhuǎn)動），兩球?qū)S保持相對靜止過程中，在滿足下列條件下，ω的大小。

（1）繩中剛要出現(xiàn)張力時的ω1；
（2）A、B中某個球所受的摩擦力剛要改變方向時的ω2，并指明是哪個球的摩擦力方向改變；
（3）兩球?qū)S剛要滑動時的ω3。

見試題分析

解析試題分析：（1）當(dāng)ω較小時， fA=FAn=mω2rA，fB=FBn=mω2rB，
因rB>rA，所以B將先滑動。   
對B球：fm=FBn=mω12rB， 
解得：=（rad/s）≈0.7（rad/s）。
（2）當(dāng)繩上出現(xiàn)張力以后，對B球：fm+T=FBn=mω2rB，對A球：fA+T=FAn=mω2rA，
當(dāng)ω增大時，T增大，fA減小，當(dāng)fA減小到0時，
對A球：T=FAn=mω22rA， 對B球：fm+T=FBn=mω22rB，
聯(lián)立解得：=" 1" （rad/s）。
（3）當(dāng)ω再增大時，fA將改向向外，直至隨B球一起向B球一側(cè)滑動。
剛要滑動時： 對A球：T- fm =FAn=mω32rA，  對B球：fm+T=FBn=mω32rB，
聯(lián)立解得：=  （rad/s） ≈1.4（rad/s）。
考點：圓周運(yùn)動 牛頓第二定律

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：填空題

如圖所示，質(zhì)量為m的物塊放在水平木板上，木板與豎直彈簧相連，彈簧另一端固定在水平面上，今使m隨M一起做簡諧運(yùn)動，且始終不分離，則物塊m做簡諧運(yùn)動的回復(fù)力是由                        提供的，當(dāng)振動速度達(dá)最大時，m對M的壓力為          。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖，在豎直平面內(nèi)有一個半徑為R的光滑圓弧軌道，半徑OA豎直、OC水平，一個質(zhì)量為m的小球自C點的正上方P點由靜止開始自由下落，從C點沿切線進(jìn)入軌道，小球沿軌道到達(dá)最高點A時恰好對軌道沒有壓力。重力加速度為，不計一切摩擦和阻力。求：

（1）小球到達(dá)軌道最高點A時的速度大小；
（2）小球到達(dá)軌道最低點B時對軌道的壓力大小。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖所示，絕緣光滑水平軌道AB的B端與處于豎直平面內(nèi)的四分之一圓弧形粗糙絕緣軌道BC平滑連接．圓弧的半徑R＝0.40 m. 在軌道所在空間存在水平向右的勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度E＝1.0×104 N/C.現(xiàn)有一質(zhì)量m＝0.10 kg的帶電體(可視為質(zhì)點)放在水平軌道上與B端距離s＝1.0 m的位置，由于受到電場力的作用帶電體由靜止開始運(yùn)動，當(dāng)運(yùn)動到圓弧形軌道的C端時，速度恰好為零．已知帶電體所帶電荷量q＝8.0×10－5C，取g＝10 m/s2，求：

(1)帶電體在水平軌道上運(yùn)動的加速度大小及運(yùn)動到B端時的速度大��；
(2)帶電體運(yùn)動到圓弧形軌道的B端時對圓弧軌道的壓力大小；
(3)帶電體沿圓弧形軌道從B端運(yùn)動到C端的過程中，摩擦力做的功．

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（12分）如圖所示，質(zhì)量為m=1kg可看作質(zhì)點的小球以一定初速度沿桌子邊緣水平飛出，下落高度h=0.8m后恰好沿A點的切線方向進(jìn)入豎直放置的半徑R=1m的光滑圓軌道ABC，空氣阻力不計，取g=10m/s2，sin53°=0.8，求：

（1）小球運(yùn)動到A點時速度的大小
（2）小球?qū)壍繠點的壓力

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖所示，在粗糙水平面內(nèi)存在著2n個有理想邊界的勻強(qiáng)電場區(qū)，水平向右的電場和豎直向上的電場相互間隔，每一電場區(qū)域場強(qiáng)的大小均為E，且 E=，電場寬度均為d，水平面粗糙摩擦系數(shù)為μ，一個質(zhì)量為m，帶正電的、電荷量為q的物體（看作質(zhì)點），從第一個向右的電場區(qū)域的邊緣由靜止進(jìn)入電場，則物體從開始運(yùn)動到離開第2n個電場區(qū)域的過程中，求：

（1）電場力對物體所做的總功? 摩擦力對物體所做的總功？
（2）物體在第2n個電場(豎直向上的)區(qū)域中所經(jīng)歷的時間？
（3）物體在所有水平向右的電場區(qū)域中所經(jīng)歷的總時間？

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（16分）光滑圓軌道和兩傾斜直軌道組成如圖所示裝置，其中直軌道bc粗糙，直軌道cd光滑，兩軌道相接處為一很小的圓弧。質(zhì)量為m=0.1kg的滑塊（可視為質(zhì)點）在圓軌道上做圓周運(yùn)動，到達(dá)軌道最高點a時的速度大小為v=4m/s，當(dāng)滑塊運(yùn)動到圓軌道與直軌道bc的相切處b時，脫離圓軌道開始沿傾斜直軌道bc滑行，到達(dá)軌道cd上的d點時速度為零。若滑塊變換軌道瞬間的能量損失可忽略不計，已知圓軌道的半徑為R=0.25m，直軌道bc的傾角θ=37o，其長度為L=26.25m，d點與水平地面間的高度差為h=0.2m，取重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6。求：

（1）滑塊在圓軌道最高點a時對軌道的壓力大��；
（2）滑塊與直軌道bc問的動摩擦因數(shù)；

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（20分）如圖所示，在光滑的水平面上有一質(zhì)量為m=1kg的足夠長的木板C，在C上放置有A、B兩物體，A的質(zhì)量mA=1kg，B的質(zhì)量為mB=2kg．A、B之間鎖定一被壓縮了的輕彈簧，彈簧儲存的彈性勢能Ep=3J，現(xiàn)突然給A、B一瞬時沖量作用，使A、B同時獲得v0=2m/s的初速度，且同時彈簧由于受到擾動而解除鎖定，并在極短的時間內(nèi)恢復(fù)原長，之后與A、B分離．已知A和C之間的摩擦因數(shù)為μ1=0.2，B、C之間的動摩擦因數(shù)為μ2=0.1，且滑動摩擦力略小于最大靜摩擦力．求：

（1）彈簧與A、B分離的瞬間，A、B的速度分別是多大？
（2）已知在C第一次碰到右邊的固定擋板之前，A、B和C已經(jīng)達(dá)到了共同速度，求在到達(dá)共同速度之前A、B、C的加速度分別是多大及該過程中產(chǎn)生的內(nèi)能為多少？
（3）已知C與擋板的碰撞的碰撞無機(jī)械能損失，求在第一次碰撞后到第二次碰撞前A在C上滑行的距離？

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（20分）如圖所示，平行金屬導(dǎo)軌PQ、MN相距d=2m，導(dǎo)軌平面與水平面夾角a= 30°，導(dǎo)軌上端接一個R=6的電阻，導(dǎo)軌電阻不計，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T的勻強(qiáng)磁場垂直導(dǎo)軌平面向上。一根質(zhì)量為m=0.2kg、電阻r=4的金屬棒ef垂直導(dǎo)軌PQ、MN靜止放置，距離導(dǎo)軌底端xl=3.2m。另一根絕緣塑料棒gh與金屬棒ef平行放置，絕緣塑料棒gh從導(dǎo)軌底端以初速度v0=l0m/s沿導(dǎo)軌上滑并與金屬棒正碰（碰撞時間極短），磁后絕緣塑料棒gh沿導(dǎo)軌下滑，金屬棒ef沿導(dǎo)軌上滑x2=0.5m后停下，在此過程中電阻R上產(chǎn)生的電熱為Q=0.36J。已知兩棒與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)均為。求
（1）絕緣塑料棒gh與金屬棒ef碰撞前瞬間，絕緣塑料棒的速率；
（2）碰撞后金屬棒ef向上運(yùn)動過程中的最大加速度；
（3）金屬棒ef向上運(yùn)動過程中通過電阻R的電荷量。

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