【題目】如圖所示，半徑為R的半球形陶罐，固定在可以繞豎直軸旋轉(zhuǎn)的水平轉(zhuǎn)臺上，轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)軸與過陶罐球心O的對稱軸OO′重合，轉(zhuǎn)臺以一定角速度ω勻速旋轉(zhuǎn)，一質(zhì)量為m的小物塊落入陶罐內(nèi)，經(jīng)過一段時間后，小物塊隨陶罐一起轉(zhuǎn)動且相對罐壁靜止，它和O點的連線與OO′之間的夾角θ為60°．已知重力加速度大小為g，小物塊與陶罐之間的最大靜摩擦力大小為Ff= mg．

（1）若小物塊受到的摩擦力恰好為零，求此時的角速度ω0；

（2）若小物塊一直相對陶罐靜止，求陶罐旋轉(zhuǎn)的角速度的取值范圍．

【答案】（1）（2）

【解析】試題分析：（1）當摩擦力為零，支持力和重力的合力提供向心力，有：

解得： 。

（2）當時，重力和支持力的合力不夠提供向心力，當角速度最大時，摩擦力方向沿罐壁切線向下達最大值，設(shè)此最大角速度為，由牛頓第二定律得，

，聯(lián)立以上三式解得： ；

當時，重力和支持力的合力大于所需向心力，摩擦力方向沿罐壁切線向上，當角速度最小時，摩擦力向上達到最大值，設(shè)此最小角速度為，由牛頓第二定律得，

聯(lián)立三式解得： ，綜述，陶罐旋轉(zhuǎn)的角速度范圍為：

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，R0為定值電阻，電源電動勢E恒定，內(nèi)阻不能忽略，當開關(guān)閉合，滑片P位于滑動變阻器R左端點a時，水平放置的平行金屬板間有一帶電液滴正好處于靜止狀態(tài)，在將滑片P由左端點a滑向右端點b的過程中，下列關(guān)于液滴的帶電情況及運動情況(液滴始終沒與極板相碰)分析正確的是( )

A．液滴帶正電，液滴將向上做勻加速直線運動

B．液滴帶正電，液滴將以原平衡位置為中心做往復(fù)運動

C．液滴帶正電，液滴將向上先做變加速再做變減速直線運動

D．液滴帶負電，液滴將向上做變速直線運動

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】有關(guān)分子的熱運動和內(nèi)能，下列說法不正確的是（ ）
A.一定質(zhì)量的氣體，溫度不變，分子的平均動能不變
B.物體的溫度越高，分子熱運動越劇烈
C.物體的內(nèi)能是物體中所有分子熱運動動能和分子勢能的總和
D.布朗運動是由懸浮在液體中的微粒之間的相互碰撞引起的

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，半徑可變的四分之一光滑圓弧軌道置于豎直平面內(nèi)，軌道的末端B處的切線水平。現(xiàn)將一小物體從軌道頂端A處由靜止釋放，小物體剛到達B點時的加速度為a，對B點的壓力為N，小物體離開B點后的水平位移為x，落地時的速率為v，若保持圓心O的位置不變，改變圓弧軌道的半徑R（不超過圓心離地的高度），不計空氣阻力，下列圖像正確的是

A. B. C. D.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】下列車輛中，屬于無污染車輛的是（ ）
A.火車和酒精汽車
B.太陽能車和氫氣汽車
C.汽油車和柴油車
D.柴油車和氫氣汽車

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某同學(xué)想在家里做“用單擺測定重力加速度”的實驗，但沒有合適的擺球，他找到了一塊大小約為3 cm、外形不規(guī)則的大理石代替小球．他設(shè)計的實驗步驟如下：

A．將石塊和細尼龍線系好，結(jié)點為M，將尼龍線的上端固定于O點，如圖所示；

B．用刻度尺測量OM間尼龍線的長度L作為擺長；

C．將石塊拉開一個大約α＝5°的角度，然后由靜止釋放；

D．從擺球擺到最高點時開始計時，測出30次全振動的總時間t，由得出周期；

E．改變OM間尼龍線的長度再做幾次實驗，記下每次相應(yīng)的l和T；

F．求出多次實驗中測得的l和T的平均值，作為計算時用的數(shù)據(jù)，代入公式，求出重力加速度g。

(1)該同學(xué)以上實驗步驟中有重大錯誤,請指出并改正為_______________________。

(2)該同學(xué)用OM的長作為擺長，這樣做引起的系統(tǒng)誤差將使重力加速度的測量值比真實值__________(填“偏大”或“偏小”)．

(3)為解決擺長無法準確測量的困難，可采用圖象法，以T2為縱軸，以l為橫軸，作出多次測量得到的T2－l圖線，求出圖線斜率k，進而求得g＝________（用k表示）.k值不受懸點不確定因素的影響，因此可以解決擺長無法準確測量的困難。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某物理實驗小組采用如圖甲所示裝置研究平拋運動。

（1）安裝實驗裝置的過程中，斜槽末端的切線必須是水平的，這樣做的目的是________。

A．保證小球飛出時，速度既不太大，也不太小

B．保證小球飛出時，初速度水平

C．保證小球在空中運動的時間每次都相等

D．保證小球運動的軌跡是一條拋物線

（2）某同學(xué)每次都將小球從斜槽上同一位置由靜止釋放，并從斜槽末端水平飛出。改變水平擋板的高度，就改變了小球在板上落點的位置，從而可描繪出小球的運動軌跡。某同學(xué)將水平擋板依次放在圖乙中的1、2、3位置，且l與2的間距等于2與3的間距。若三次實驗中，小球從拋出點到落點的水平位移依次為xl、x2、x3，忽略空氣阻力的影響，下面分析正確的是________。

A．x2–xl=x3–x2 B．x2–xl<x3–x 2

C．x2–xl>x3–x2 D．無法判斷

（3）另一同學(xué)通過正確的實驗步驟及操作，在坐標紙上描出了小球水平拋出后的運動軌跡。部分運動軌跡如圖丙所示。圖中每小格的邊長均為L，P1、P2和P3是軌跡圖線上的3個點，P1和P2、P2和P3之間的水平距離相等，重力加速度為g�？汕蟪鲂∏驈�P1運動到P2所用的時間為_________，小球拋出時的水平速度為_________。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，帶有正電荷的A粒子和B粒子同時以同樣大小的速度(速度方向與邊界的夾角分別為30°、60°)從寬度為d的有界勻強磁場的邊界上的O點射入磁場，又恰好都不從另一邊界飛出，則下列說法中正確的是( )

A．A、B兩粒子在磁場中做圓周運動的半徑之比為1∶

B．A、B兩粒子在磁場中做圓周運動的半徑之比為

C．A、B兩粒子的比荷之比是∶1

D．A、B兩粒子的比荷之比是1∶

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在光電效應(yīng)實驗中，某同學(xué)用同一種材料在不同實驗條件下得到了三條光電流與電壓之間的關(guān)系曲線(甲光、乙光、丙光)，如圖所示。則可判斷出：

A. 甲光的頻率大于乙光的頻率

B. 乙光的波長大于丙光的波長

C. 甲、乙波長相等

D. 甲光對應(yīng)的光電子最大初動能大于丙光的光電子最大初動能

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