题目内容
【题目】如图所示,在匀速转动的水平盘上,沿半径方向放着用细线相连的质量相等的两个物体A和B,它们分居圆心两侧,与圆心距离分别为,,A和B与盘间的动摩擦因数分别为和,当圆盘转速加快到两物体刚好还未发生滑动时,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法错误的是( )
A. 此时A所受摩擦力方向沿半径指向圈外
B. 此时烧断绳子,A仍相对盘静止,B将做离心运动
C. 此时绳子张力为
D. 此时圆盘的角速度为
【答案】B
【解析】
两物块A和B随着圆盘转动时,始终与圆盘保持相对静止.当圆盘转速加快到两物体刚好还未发生滑动时,AB都到达最大静摩擦力,由牛顿第二定律求出A、B两物块与圆盘保持相对静止的最大角速度及绳子的拉力.
两物块A和B随着圆盘转动时,合外力提供向心力,则F=mω2r,B的半径比A的半径大,所以B所需向心力大,绳子拉力相等,所以当圆盘转速加快到两物体刚好还未发生滑动时,B的静摩擦力方向指向圆心,A的最大静摩擦力方向指向圆外,根据牛顿第二定律得:T-μmg=mω2r;T+0.5μmg=mω22r;解得:T=μmg,ω=,故ACD正确;此时烧断绳子,AB的最大静摩擦力均不足以提供向心力,则AB均做离心运动,故B错误。此题选择错误的选项,故选B。
【题目】(6分)某物理小组的同学设计了一个粗制玩具小车通过凹形桥最低点时的速度的实验。所用器材有:玩具小车、压力式托盘秤、凹形桥模拟器(圆弧部分的半径为R=0.20m)。
完成下列填空:
(1)将凹形桥模拟器静置于托盘秤上,如图(a)所示,托盘秤的示数为1.00kg;
(2)将玩具小车静置于凹形桥模拟器最低点时,托盘秤的示数如图(b)所示,该示数为_____kg;
(3)将小车从凹形桥模拟器某一位置释放,小车经过最低点后滑向另一侧,此过程中托盘秤的最大示数为m;多次从同一位置释放小车,记录各次的m值如下表所示:
序号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
m(kg) | 1.80 | 1.75 | 1.85 | 1.75 | 1.90 |
(4)根据以上数据,可求出小车经过凹形桥最低点时对桥的压力为_____N;小车通过最低点时的速度大小为_______m/s。(重力加速度大小取9.80m/s2 ,计算结果保留2位有效数字)