题目内容
17.如图,光滑水平桌面上有一光滑小孔O,轻绳穿过小孔,一端连接着质量为2kg的小球A,另一端连接着质量为4kg的重物B,(1)当A球沿半径r=0.1m的圆周铸匀速度圆周运动,角速度为ω=10rad/s时,B对地面的压力多大?
(2)当A的角速度是多大时B物体将要离开地面?
分析 (1)对A球,拉力提供向心力,根据牛顿第二定律求出绳子的拉力大小;对B分析,根据共点力平衡求出地面的支持力;根据牛顿第三定律得到压力.
(2)当B物体将要离开地面时,根据平衡求出求出绳子的拉力,结合牛顿第二定律求出A的角速度大小.
解答 解:(1)根据牛顿第二定律得,F=mrω2=2×0.1×100N=20N,
对B研究,N+F=Mg,
N=Mg-F=40-20N=20N,
故压力为20N;
(2)B物体处于将要离开、而尚未离开地面时,F′=Mg=4×10=40N,
根据牛顿第二定律得,F′=mrω′2,
解得ω′=$\sqrt{\frac{F′}{mr}}$=$\sqrt{\frac{40}{2×0.1}}$=14.1rad/s.
答:(1)其角速度为ω=10rad/s时,B对地面的压力为20N;
(2)要使B物体对地面恰好无压力,A球的角速度应为14.1rad/s.
点评 本题考查了共点力平衡和牛顿第二定律的基本运用,知道A做圆周运动向心力的来源,结合牛顿第二定律和共点力平衡进行求解,要注意在分析中能正确选择研究对象,正确受力分析是解题的关键.
练习册系列答案
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8.如图所示,理想变压器的原线圈两端接u=220$\sqrt{2}$sin100πt(V)的交流电源上,副线圈两端接R=55Ω的负载电阻,原、副线圈匝数之比为2:1,电流表、电压表均为理想电表.下列说法正确的是( )
A. | 副线圈中输出交流电的频率为100Hz | |
B. | 线圈中电流表的读数为1 A | |
C. | 副线圈中电压表的读数为110$\sqrt{2}$V | |
D. | 原线圈中的输入功率为220$\sqrt{2}$W |
5.小明自己设计并动手将房间里的窗帘改成电动窗帘.为此他购置了微型电动机及减速装置、电源、双刀双掷开关、滑轮、皮带、拉绳等器材,对原有的窗帘盒进行改造.
(1)如图甲所示,小明在窗帘盒(上方的双虚线框)内安装了电动装置,电动装置通过拉绳拉着窗帘一起运动.改变通过微型电动机的电流方向,就可改变其转轴转动的方向,从而将窗帘打开或关闭.利用双刀双掷开关,可以实现电源对电动机供电电流方向的改变.请你在图甲右侧的虚线框内,完成电源、双刀双掷开关和接线柱间的电路连接.
(2)电动机的转速一般很高,需要安装减速装置,如图乙所示.请说明减速装置的减速原理.
(3)下表是所使用的微型电动机的部分数据.表格中,额定功率是“电动机在额定电压和额定电流下工作时的输出功率”,堵转电流是“在额定电压下,让电动机的转轴同定不动时的电流”.
请根据表中的有关数据计算:
①以额定功率运行时,该电动机的效率为多少?
②电动机的额外功率主要由热损耗和机械损耗造成,请分别求出以额定功率运行时,该电动机的热损耗功率和机械损耗功率?
③在图甲中,减速装置、飞轮、皮带、滑轮、拉绳共同构成了传动装置.已知每半边的窗帘滑轨长度为1.5m,要求自动窗帘能够在6s内从完全关闭到完全打开.拉动半边窗帘时,挂钩和滑轨间的平均摩擦力为2N.则安装电动窗帘时,对传动装置的机械效率有何要求?
(1)如图甲所示,小明在窗帘盒(上方的双虚线框)内安装了电动装置,电动装置通过拉绳拉着窗帘一起运动.改变通过微型电动机的电流方向,就可改变其转轴转动的方向,从而将窗帘打开或关闭.利用双刀双掷开关,可以实现电源对电动机供电电流方向的改变.请你在图甲右侧的虚线框内,完成电源、双刀双掷开关和接线柱间的电路连接.
(2)电动机的转速一般很高,需要安装减速装置,如图乙所示.请说明减速装置的减速原理.
(3)下表是所使用的微型电动机的部分数据.表格中,额定功率是“电动机在额定电压和额定电流下工作时的输出功率”,堵转电流是“在额定电压下,让电动机的转轴同定不动时的电流”.
型号 | 工作电压范围U/V | 额定电压U额/V | 额定电流I额/A | 额定功率(输出)P输/W | 额定转速n/r•min-1 | 堵转电流I堵/A |
RS-360SH-14280 | 8.0-30-0 | 12 | 0.34 | 2.15 | 5000 | 1.36 |
①以额定功率运行时,该电动机的效率为多少?
②电动机的额外功率主要由热损耗和机械损耗造成,请分别求出以额定功率运行时,该电动机的热损耗功率和机械损耗功率?
③在图甲中,减速装置、飞轮、皮带、滑轮、拉绳共同构成了传动装置.已知每半边的窗帘滑轨长度为1.5m,要求自动窗帘能够在6s内从完全关闭到完全打开.拉动半边窗帘时,挂钩和滑轨间的平均摩擦力为2N.则安装电动窗帘时,对传动装置的机械效率有何要求?
2.如图所示的电路中,电源的内阻为r,R1、R3和R4均为定值电阻,电表均为理想电表.闭合电键S,当滑动变阻器R2的滑动触头向右滑动时,下列说法正确的是( )
A. | 电压表示数变大、电流表示数变小 | |
B. | 电源的输出功率增大,电源的供电效率升高 | |
C. | R1中电流的变化量的绝对值一定大于R4中电流的变化量的绝对值 | |
D. | 电压表示数变化量的绝对值与电流表示数变化量的绝对值之比一定小于电源的内阻 |
6.如图所示,变压器输入电压不变,当开关S闭合,两电流表读数的变化情况为( )
A. | 都变大 | B. | 都变小 | C. | A1变大,A2变小 | D. | A1不变,A2变小 |
7.下列说法不正确的是( )
A. | 在不需要考虑物体本身的大小和形状时,用质点来代替物体的方法叫假设法 | |
B. | 我们所学的概念,诸如平均速度,瞬时速度以及加速度等,是伽利略首先建立起来的 | |
C. | 根据速度定义式v=$\frac{△x}{△t}$,当△t极短时,$\frac{△x}{△t}$就可以表示物体在t时刻的瞬时速度,该定义应用了物理的极限法 | |
D. | 速度变化很大,加速度很小是可能的 |