题目内容
【题目】半径分别为r和2r的两个质量不计的圆盘,共轴固定连结在一起,可以绕水平轴O无摩擦转动,大圆盘的边缘上固定有一个质量为m的质点,小圆盘上绕有细绳.开始时圆盘静止,质点处在水平轴O的正下方位置.现以水平恒力F拉细绳,使两圆盘转动,若两圆盘转过的角度时,质点m的速度最大,则恒力F=;若圆盘转过的最大角度则此时恒力F= .
【答案】mg;
【解析】以水平恒力F拉细绳,使两圆盘转动,若两圆盘转过的角度时,质点m的速度最大,此时力矩平衡,故:
Fr=mg2rsin30°
解得:F=mg;
根据能量守恒定律得
解得
本题答案是:mg , .
两圆盘转过的角度θ时,两个物体构成的系统减小的重力势能等于增加的动能,根据机械能守恒定律列式求解;当F的力矩大于mg的力矩时,质点m的速度增大,当F的力矩小于mg的力矩时,质点m的速度减小,则当两者力矩相等时,质点m的速度最大.根据力矩平衡条件列方程求解.再能量守恒定律求解F .
【题目】某同学在做《探究小车速度随时间变化的规律》实验时,实验装置如图甲所示,用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况,如图乙所示,在纸带上确定出0、1、2、3、4、5、6共7个计数点.各计数点到0计数点间的距离如图所示,每两个相邻的测量点之间的时间间隔为0.10s.试完成下列问题:
(1)打点计时器是一种计时仪器,其工作时电源频率为50Hz,常用的电磁打点计时器和电火花计时器使用的是(填“直流电”或“交流电”),每隔 s打一个点.
(2)“接通打点计时器电源”和“释放小车让纸带开始运动”,这两个操作的时间顺序关系是
A.先接通电源,后释放小车让纸带运动
B.先释放小车让纸带运动,再接通电源
C.接通电源的同时释放小车让纸带运动
D.先让纸带运动或先接通电源都可以
(3)根据纸带上各个计数点间的距离,表格中已计算出打下五个计数点时小车的瞬时速度,请你画出v﹣t图线.
计数点序号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
计数点对应的时刻 | 0.1 | 0.2 | 0.3 | 0.4 | 0.5 |
小车的瞬时速度 | 0.40 | 0.48 | 0.56 | 0.64 | 0.72 |
(4)由图象丙求出小车运动的加速度a=m/s2;打点计时器打0计数点时,小车运动的速度v=m/s.(答案保留2位有效数字)