17.如圖所示,質(zhì)量為m的木塊,用光滑細繩拴著,置于很大的水平轉(zhuǎn)盤上,細繩穿過轉(zhuǎn)盤中央的光滑細管,與質(zhì)量也為m的小球相連,木塊的最大靜摩擦力為其重力的μ倍(μ=0.2),當轉(zhuǎn)盤以角速度ω=4弧度/秒勻速轉(zhuǎn)動時,要保持木塊與轉(zhuǎn)盤相對靜止,木塊轉(zhuǎn)動的軌道半徑的范圍是多少?(g=10m/s2,結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

分析 當圓周運動的半徑取最小值時,最大靜摩擦力方向與拉力方向相反,當半徑取最大值時,拉力與最大靜摩擦力方向相同,根據(jù)牛頓第二定律得出轉(zhuǎn)動半徑的范圍.

解答 解析:物塊受到的摩擦力向外且最大時,根據(jù)牛頓第二定律,有:
mg-μmg=mω2r1
代入數(shù)據(jù)解得:r1=0.5m;
物塊受到的摩擦力指向盤中央且最大時,根據(jù)牛頓第二定律,有:
mg+μmg=mω2r2
代入數(shù)據(jù)解得:r2=0.75m;
故木塊轉(zhuǎn)動的軌道半徑范圍是:
0.75m≥r≥0.50m
答:木塊轉(zhuǎn)動半徑的范圍是:0.5m≤r≤0.75m.

點評 解決本題的關(guān)鍵知道木塊做圓周運動向心力的來源,抓住臨界狀態(tài),結(jié)合牛頓第二定律進行求解.

練習冊系列答案
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7.如圖所示,oa、ob和ad是豎直平面內(nèi)三根固定的光滑細桿,o、a、b、c、d位于同一圓周上,c為圓周的最高點,a為最低點,o′為圓心.每根桿上都套著一個小滑環(huán),兩個滑環(huán)從o點無初速釋放,一個滑環(huán)從d點無初速釋放,用t1、t2、t3分別表示滑環(huán)沿oa、ob、da到達a、b所用的時間,則下列關(guān)系不正確的是( 。
A.t1=t2B.t2>t3C.tl<t2D.t1=t3

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8.水平放置的線圈匝數(shù)n=2000匝,直徑d1=80cm,內(nèi)阻可忽略.在線圈的中心有一個長為40cm寬為20cm的長方形有界勻強磁場,磁感應強度按圖1所示規(guī)律變化,規(guī)定垂直紙面向里的磁感應強度方向為正方向,并把線圈與圖2電動機電路的左端的兩個端點連接,圖2所示是一提升重物用的直流電動機工作時的電路圖.電動機內(nèi)電阻r=0.8Ω,電路中另一電阻R=10Ω,電壓表示數(shù)U=110V.試求:

(1)通過電動機的電流;
(2)輸入電動機的電功率;
(3)若電動機以v=1m/s勻速豎直向上提升重物,求該重物的質(zhì)量?(g取10m/s2

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5.所有帶電體的帶電量都是電荷量e=1.6×10-19C的整數(shù)倍,電荷量e稱為元電荷.

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12.如圖所示,在無窮大的光滑水平面上有兩個物塊A、B,質(zhì)量分別為M、m(M>m),物塊A右端拴接輕彈簧l.現(xiàn)用物塊B將固定在墻壁上的彈簧2緩慢壓縮,當彈簧2的彈性勢能為E時,釋放物塊B.物塊B被彈簧2彈開后,碰到彈簧l(不粘連),由于M比m大,物塊B被反彈,并將在兩彈簧之間往復運動.則從釋放物塊B開始,在以后整個運動過程中,求:

(1)彈簧l所能獲得的最大彈性勢能;
(2)若已知M遠遠大于m,求整個運動過程中彈簧l對物塊A的總沖量的最大值.
(3)若已知M=5m,求A、B最后的運動速度.

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2.2013年12月2日我國成功發(fā)射“嫦娥三號”月球探測器,“嫦娥三號”實現(xiàn)了“零窗口”發(fā)射,即在一定長度的發(fā)射窗口時間內(nèi),緊貼窗口上沿即最優(yōu)時間,分秒不差地實施發(fā)射,探測器無需中途修正就能進入預定軌道,同時又能在變軌過程中節(jié)省燃料.關(guān)于探測器變軌,下列說法正確的是( 。
A.探測器在變軌前,在高空軌道上的運行速度大于低空軌道上的運行速度
B.探測器若要從高空軌道進入低空軌道需要減速
C.探測器若要從橢圓軌道的遠地點進入圓軌道需要減速
D.探測器若關(guān)閉發(fā)動機就會從正在運行的圓軌道上掉下來

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9.如圖所示,真空中有A、B兩個等量異種點電荷,O、M、N是AB連線的中垂線上的三個點,A帶正電荷,B帶負電荷.一試探電荷僅受電場力作用,從M運動到N的軌跡如圖中實線所示.下列判斷中正確的是(  )
A.此試探電荷一定帶負電
B.此試探電荷在M、N兩點受的電場力一定相同
C.此試探電荷在M、N兩點的電勢能一定相等
D.此試探電荷在M、N兩點的速度一定相同

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6.在利用牛頓管“研究重力作用下物體的運動”實驗中,兩次實驗情景如圖(a)、(b)所示,其中,圖(b)是已抽成真空的情景;觀察兩次實驗現(xiàn)象,得到的科學結(jié)論是在沒有空氣阻力作用的情況下,輕重物體以相同的加速度下落.

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7.用如圖1所示的裝置探究“當小車質(zhì)量一定時,小車加速度與拉力的關(guān)系”,帶滑輪的長木板和彈簧測力計均水平固定,小車運動過程中阻力恒定.

①實驗時,一定要進行的操作是BC
A.用天平測出砂和砂桶的質(zhì)量
B.小車靠近打點計時器,先接通電源,再釋放小車,打出一條紙帶,同時記錄彈簧測力計的示數(shù)
C.改變砂和砂桶質(zhì)量,再打出幾條紙帶
D.為減小誤差,實驗中一定要保證砂和砂桶的質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量
②以彈簧測力計的法數(shù)F為橫坐標,以小車的加速度a為樅坐標,下面畫出的四個a-F 圖象圖2中正確的是a
③若測出的a-F圖象的斜率為k,則小車的質(zhì)量M=$\frac{2}{k}$.

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