题目内容
15.在水平转台上开有一小孔O,一根轻绳穿过小孔,一端拴一小物体A,另一端连接到拉力传感器,O与A物间的距离为0.2m,如图甲所示.设转台旋转的角速度为ω,转动过程中物体A始终与转台相对静止,物体A受到的最大静摩擦力与滑动摩擦力相等,现测得转台以不同的角速度匀速转动时拉力传感器的读数F与对应的ω2图象如图乙所示.求:(1 )当转台以角速度ω═3rad/s旋转时,物体A的向心加速度的大小.
(2)物体A的质量和物体与转台之间的动摩擦因素.
分析 (1)根据公式Fn=ω2r求A的向心加速度的大小.
(2)当A所受的静摩擦力达到最大值时,A有向外运动的趋势,绳子才有拉力,根据牛顿第二定律得到拉力F的表达式,结合图象的信息求解.
解答 解:(1)当转台以角速度ω═3rad/s旋转时,物体A的向心加速度的大小 Fn=ω2r=32×0.2=1.8m/s2.
(2)当A所受的静摩擦力达到最大值时,A有向外运动的趋势,绳子才有拉力,根据牛顿第二定律得:
F+μmg=mω2r
则得 F=mrω2-μmg
由数学知识可得,F-ω2图象的斜率等于mr,即有 mr=k=$\frac{0.2}{20-10}$,解得 m=0.1kg
由图知 F=0时,ω2=10(rad/s)2;
当F=0时,由F=mrω2-μmg得:μ=$\frac{rω{\;}^{2}}{g}$=$\frac{0.2×10}{10}$=0.2
答:
(1)当转台以角速度ω═3rad/s旋转时,物体A的向心加速度的大小是1.8m/s2.
(2)物体A的质量是0.1kg,物体与转台之间的动摩擦因素是0.2.
点评 解决本题的关键搞清圆周运动向心力的来源,运用牛顿第二定律和向心力公式得出F的表达式,再研究图象的物理意义.
练习册系列答案
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14.
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| A. | A 的周期大于 C 的周期 | |
| B. | B的角速度大于C的角速度 | |
| C. | 卫星“G1”由位置A运动到位置B所需的时间为$\frac{πr}{3R}$$\sqrt{\frac{r}{g}}$ | |
| D. | A、B 的运行速度都小于第一宇宙速度,C的运行速度大于第一宇宙速度 |
15.
一长木板在光滑的水平面上匀速运动,在t=0时刻将一相对于地面静止的质量m=1kg的物块轻放在木板上,以后木板运动的速度-时间图象如图所示.已知物块始终在木板上,重力加速度g=10m/s2.则物块的最终动能E1及木板动能的减小量△E分别为( )
| A. | E1=0.5 J,△E=2 J | B. | E1=0.5 J,△E=3 J | C. | E1=1 J,△E=2 J | D. | E1=1 J,△E=3 J |
3.点电荷A和B,电量分别为4Q和-Q,在AB连线上,如图所示,电场强度为零的地方在( )

| A. | A和B之间 | B. | A右侧 | ||
| C. | B左侧 | D. | A的右侧及B的左侧 |
10.
在某电场中的a、b、c、d四点分别引入检验电荷时,检验电荷的电量跟所受到的电场力的函数关系如图所示.下列判断中正确的是( )
| A. | 该电场是匀强电场 | |
| B. | 电场中a、b、c、d四点电场强度的大小关系是Ec>Ea>Eb>Ed | |
| C. | 电场中a、b、c、d四点电场强度的大小关系是Ea>Eb>Ec>Ed | |
| D. | 无法判定电场中a、b、c、d四点电场强度的大小 |
4.甲班级与乙班级进行拔河比赛,最终甲班级获胜.对这个过程中作用于双方的力的关系,正确的说法是( )
| A. | 甲班级拉乙班级的力一定大于乙班级拉甲班级的力 | |
| B. | 甲、乙班级之间的作用力是一对作用力和反作用力 | |
| C. | 只有在相持阶段,甲班级拉乙班级的力与乙班级拉甲班级的力才大小相等 | |
| D. | 只有在甲班级拉动乙班级过程中,甲班级拉乙班级的力才比乙班级拉甲班级的力大 |
5.质量为20kg的铁板、厚度不计,平放在二楼的地面上.二楼地面与楼外地面的高度差约为3m.这块铁板相对二楼地面和楼外地面的重力势能分别为( )
| A. | 600J、0 | B. | 0、600J | C. | 1200J、0 | D. | 0、1200J |