分析 (1)物塊在兩盤之間做勻速運動,合力為零,受到的恒力和重力平衡,即可由平衡條件求出恒力的大。
(2)根據(jù)周期性和圓周運動的角速度公式,即可求出薄盤轉(zhuǎn)動的角速度ω;
(3)由動能定理,選取物塊向最高點運動的過程中,從而求得克服摩擦力做功,當返回時,再運用動能定理,因克服滑動摩擦力做功變小,進而可求得回到圓盤時的速度大小,從而求解.
解答 解:(1)由題意可知,物塊在兩盤間做勻速運動,滑塊受到的恒力F和重力平衡,則有:
F=mg
代入數(shù)據(jù)解得:F=10N;
(2)根據(jù)運動學公式知,物塊通過兩盤的時間為:t=$\frac{L}{{v}_{0}}$=$\frac{1}{4}$=0.25s;
由角速度公式ω=$\frac{θ}{t}$,則有:ω=$\frac{2kπ+\frac{π}{3}}{t}$=(8kπ+$\frac{4}{3}$π )rad/s,k=0、1、2…
(3)小球向最高點運動的過程中,經(jīng)過四分之一圓弧克服摩擦力做功為W;由動能定理得:
-W-μmgd-mg(R+h)=0-$\frac{1}{2}m{v}_{0}^{2}$
代入數(shù)據(jù)解得:W=2J;
若能到達N2,且到達時的速度大小為v,W′為返回時過四分之一圓弧克服摩擦力做功,由動能定理有:
mg(R+h)-μmgd-W′=$\frac{1}{2}$mv2,
因W′<2J,則有:v>0,因此能再次通過兩狹縫.
答:(1)物塊在兩盤間受到的豎直向上恒力F的大小是10N.
(2)要使物塊能通過兩狹縫,薄盤轉(zhuǎn)動的角速度ω為:(8kπ+$\frac{4}{3}$π )rad/s,k=0、1、2….
(3)物塊返回后能再次通過兩狹縫.
點評 本題是動能定理和圓周運動運動學公式的綜合,關(guān)鍵是抓住圓周運動的周期性得到角速度的表達式,要注意球來回經(jīng)過圓弧滑動摩擦力做功是不同的.
科目:高中物理 來源: 題型:實驗題
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 10W | B. | 100W | C. | 1kW | D. | 10kW |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 小車勻加速直線運動時牽引力大小為3N | |
B. | 小車勻加速直線運動的時間t1=2s | |
C. | 小車所受阻力f的大小為2N | |
D. | t1~10s內(nèi)小車牽引力的功率P為6W |
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
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科目:高中物理 來源: 題型:解答題
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