【題目】如圖所示,水平轉(zhuǎn)盤可繞豎直中心軸轉(zhuǎn)動,盤上疊放著質(zhì)量均為m=1kgA、B兩個物塊,B物塊用長為l=0.25m 的細線與固定在轉(zhuǎn)盤中心處的力傳感器相連,兩個物塊和傳感器的大小均可不計.細線能承受的最大拉力為Fm=8N.A、B間的動摩擦因數(shù)為=0.4,B與轉(zhuǎn)盤間的動摩擦因數(shù)為=0.1,且可認為最大靜摩擦力等于滑動摩擦力.轉(zhuǎn)盤靜止時,細線剛好伸直,傳感器的讀數(shù)為零.當轉(zhuǎn)盤以不同的角速度勻速轉(zhuǎn)動時,傳感器上就會顯示相應的讀數(shù)F.試通過計算在如圖2 坐標系中作出F-ω圖象.(g=10m/s) (要求寫出必要的計算過程)

(1)A物塊能隨轉(zhuǎn)盤做勻速轉(zhuǎn)動的最大角速度;

(2)隨著轉(zhuǎn)盤角速度增加,細線中剛好產(chǎn)生張力時轉(zhuǎn)盤的角速度多大?

(3)試通過計算寫出傳感器讀數(shù)F能隨轉(zhuǎn)盤角速度ω變化的函數(shù)關系式,并在如圖2坐標系中作出F-ω圖 .

【答案】(1)4rad/s(2)2rad/s(3)0,

【解析】試題分析:對A分析,當繩子剛有拉力時,摩擦力達到最大,根據(jù)牛頓第二定律求出繩子剛有拉力時轉(zhuǎn)盤的角速度; B與轉(zhuǎn)盤間的最大靜摩擦力為AB系統(tǒng)提供向心力,根據(jù)牛頓第二定律求出角速度;對A分析,根據(jù)最大拉力以及A所受的最大靜摩擦力,通過牛頓第二定律求出繩子剛要斷時的角速度,以及繩子拉力的表達式。

(1)AB間最大靜摩擦力提供向心力,由向心力公式有:

代入數(shù)據(jù)計算得出:

(2)B與轉(zhuǎn)盤間的最大靜摩擦力為AB系統(tǒng)提供向心力,有:

代入數(shù)據(jù)計算得出:

(3)①當時,F=0

②當時有:

可得:

③當時,且繩子未拉斷時,有:

則有:

F=Tm時,角速度為:

做出的圖象如圖所示

練習冊系列答案
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【題目】如圖所示,長為L的細線一端固定于O點,另一端系一質(zhì)量為m小球,在水平恒定拉力F作用下,小球在豎直平面內(nèi)從靜止開始由A點運動到B點,細線偏離豎直方向θ角,在此過程中下列說法正確的是(重力加速度為g)(

A. F做的功一定為FLsinθB. F做的功一定為mgL(1-cosθ)

C. F做的功一定大于mgL(1-cosθ)D. F做功的功率先減小,后增大

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【題目】某閉合電路中,干電池電動勢為1.5V,工作電流為1A,則( )

A. 電源內(nèi)電壓為1.5V

B. 電源路端電壓為1.5V

C. 電路中每秒非靜電力做功1.5J

D. 電路中有1.5J的化學能轉(zhuǎn)變成電能

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【題目】如圖所示是研究平拋物體運動的實驗裝置,通過描點畫出小球的運動軌跡。

1)以下是實驗操作過程中的一些做法,其中不合理的是_________

A.安裝斜槽軌道時,應使其末端切線水平

B.建立坐標系時,應該用重垂線確定y

C.每次小球應從同一位置由靜止釋放

D.為描出小球的運動軌跡,描繪的點可以用折線連接

2)實驗得到平拋小球的運動軌跡,在軌跡上取一些點,以平拋起點O為坐標原點,測量它們的水平坐標x和豎直坐標y,圖中圖象能說明平拋小球運動軌跡為拋物線的是_________

A、 B

C、 D

3)一位粗心的同學在做平拋實驗時,只在紙上用重垂線確定了y 軸,未在紙上記下平拋的出拋點O的位置,并只描出如圖所示的一段平拋軌跡曲線,F(xiàn)在曲線上取AB兩點,用刻度尺分別量出到y的距離,AA'=30cm,BB'=50cm,以及AB的豎直距離為20cm,從而可求出小球拋出的初速度v0__________m/s,g 10m/s2(結果保留兩位有效數(shù)字)。

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【題目】如圖所示的U-I圖像,直線為某一電源的路端電壓與電流的關系,直線為某一電阻的伏安特性曲線,用該電源直接與電阻R連接成閉合回路,由圖可知( )

A. R的阻值為1.5Ω

B. 電源電動勢為3V,內(nèi)阻為0.5Ω

C. 電源的輸出功率為3.0W

D. 電源內(nèi)部消耗的功率為1.5W

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【題目】探究速度隨時間變化的規(guī)律實驗中,小車做勻變速直線 運動,記錄小車運動的紙帶如圖所示.某同學在紙帶上共選擇 7 個計數(shù)點 A、B、C、D、E、F、G,相鄰兩個計數(shù)點之間還有4個點沒有畫出.他量得各點到 A 點的距離如圖所示。已知電源頻率為50Hz

C點時小車的速度為 _____m/s.(保留兩位有效數(shù)字)

②根據(jù)紙帶算出小車的加速度為___________m/s2(保留兩位有效數(shù)字)

A點時小車的速度為 _____m/s.(保留兩位有效數(shù)字)

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【題目】如圖所示,在水平面內(nèi)固定一光滑的足夠長的“U”型金屬導軌,導軌間距L=1m,整個裝置處在豎直向下的勻強磁場中,磁感強度B=0.5T.一質(zhì)量為m=1.5kg的導體棒以a=2m/s2的加速度從靜止開始向右做切割磁感線運動,導體棒在回路中的電阻r=0.3Ω,定值電阻R=0.2Ω,其余電阻忽略不計.求:

(1)從運動開始2秒的時間內(nèi),回路中產(chǎn)生的感應電動勢大小?

(2)2秒時導體棒兩端的電壓和R上的電功率大小?

(3)2秒時,作用在導體棒上的拉力F的大?

(4)從運動開始2秒的時間內(nèi),作用在導體棒上的拉力F36J功,求導體棒中產(chǎn)生的熱量是多少?

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【題目】要使靜止在水平地面上重為40kg的物體從原地移動,必須至少用100N的水平推力,但物體從原地移動后,只要80N的水平推力就可以使之勻速地移動.(重力加速度g=10m/s2)求:

1)物體與地面間的最大靜摩擦力fmax

2)物體與地面間的動摩擦因數(shù)μ;

3)當用60N推力推靜止的物體時,物體所受到的摩擦力是多大?

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【題目】如圖所示,處于真空中的正方體中存在電荷量+q-q的點電荷,點電荷位置圖中已標明,則ab兩點電場強度和電勢均相同的圖是(

A. B. C. D.

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