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(19分)如图甲所示,将质量为m的两个小球(可看成质点),用长为L的两根细软线拴连,线的上端连于O点且绕O点自由转动时与竖直方向夹角为θ。
如图乙所示,将其中一质量为m的小球仍与一长为L的细绳连接,放在表面光滑的正圆锥体表面,上端可绕圆锥顶点自由转动。圆锥体放在水平面上,其轴线沿竖直方向,圆锥母线与轴线之间夹角α为30°,试求:
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(1)图甲中小球圆周运动的周期T=?
(2)图乙中当正圆锥体沿水平x轴方向匀加速运动的加速度a多大时,小球刚要离开锥面?
(3)将图乙中与小球相连的细线穿过圆锥顶端的光滑小圆环后,与放在倾角β=37°的对称斜槽(斜槽两平面材料相同,与竖直面都成30°)里的质量为M的圆柱体相连,连接圆柱的细线平行斜槽的棱,如图丙所示。当小球以速度v=
绕圆锥轴线做水平匀速圆周运动而圆柱M不动时,圆柱与两接触面间的摩擦因数μ至少多大?
如图甲所示,将质量为m的两个小球(可看成质点),用长为L的两根细软线拴连,线的上端连于O点且绕O点自由转动时与竖直方向夹角为θ。
如图乙所示,将其中一质量为m的小球仍与一长为L的细绳连接,放在表面光滑的正圆锥体表面,上端可绕圆锥顶点自由转动。圆锥体放在水平面上,其轴线沿竖直方向,圆锥母线与轴线之间夹角α为30°,试求:
(1)图甲中小球圆周运动的周期T=?
(2)图乙中当正圆锥体沿水平x轴方向匀加速运动的加速度a多大时,小球刚要离开锥面?
(3)将图乙中与小球相连的细线穿过圆锥顶端的光滑小圆环后,与放在倾角β=37°的对称斜槽(斜槽两平面材料相同,与竖直面都成30°)里的质量为M的圆柱体相连,连接圆柱的细线平行斜槽的棱,如图丙所示。当小球以速度v=
绕圆锥轴线做水平匀速圆周运动而圆柱M不动时,圆柱与两接触面间的摩擦因数μ至少多大?
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(1)小铁块从轨道末端飞出时的速度v=
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(2)若轨道A粗糙,现提供的实验测量工具只有天平和直尺,为求小铁块下滑过程中克服摩擦力所做的功,在已测得h和x后,还需要测量的物理量有
| mgx2 |
| 4h |
| mgx2 |
| 4h |
(3)若在竖直木板上固定一张坐标纸(如图乙所示),并建立直角坐标系xOy,使坐标原点O与轨道槽口末端重合,y轴与重垂线重合,x轴水平.实验中使小铁块每次都从固定挡板处由静止释放并沿轨道水平抛出.依次下移水平挡板的位置,分别得到小铁块在水平挡板上的多个落点,在坐标纸上标出相应的点迹,再用平滑曲线将这些点迹连成小铁块的运动轨迹.在轨迹上取一些点得到相应的坐标(x1、y1)、(x2、y2)、(x3、y3)…,利用这些数据,在以y为纵轴、x为横轴的平面直角坐标系中做出y-x2的图线,可得到一条过原点的直线,测得该直线的斜率为k,则小铁块从轨道末端飞出的速度v=
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