【題目】如圖所示,半徑為R的半球形陶罐,固定在可以繞豎直軸旋轉(zhuǎn)的水平轉(zhuǎn)臺(tái)上,轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)軸與過(guò)陶罐球心O的對(duì)稱軸OO′重合.轉(zhuǎn)臺(tái)以一定角速度ω勻速旋轉(zhuǎn),一質(zhì)量為m的小物塊落入陶罐內(nèi),經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后,小物塊隨陶罐一起轉(zhuǎn)動(dòng)且相對(duì)罐壁靜止,它和O點(diǎn)的連線與OO′之間的夾角θ為60°.重力加速度大小為g.
(1)若ω=ω0,小物塊受到的摩擦力恰好為零,求ω0;
(2)若ω=(1±k)ω0,且0<k<1,求小物塊受到的摩擦力大小和方向.
【答案】(1) (2)
【解析】(1)對(duì)小物塊受力分析如圖甲所示:
由于小物塊在豎直方向上沒(méi)有加速度,只在水平面上以為圓心做圓周運(yùn)動(dòng), 的水平分力提供向心力,所以有: ,代入數(shù)據(jù)得。
(2) ①當(dāng) 時(shí),由向心力公式知, 越大,所需要的越大,此時(shí)不足以提供向心力了,物塊要做離心運(yùn)動(dòng),但由于受摩擦阻力的作用,物塊不致于沿罐壁向上運(yùn)動(dòng).故摩擦力的方向沿罐壁向下,如圖乙所示,對(duì)進(jìn)行分解,此時(shí)向心力由的水平分力和的水平分力的合力提供
,
將數(shù)據(jù)代入得到: 。
②當(dāng)時(shí),由向心力公式知, 越小,所需要的越小,此時(shí)超過(guò)所需要的向心力了,物塊要做向心運(yùn)動(dòng),但由于受摩擦阻力的作用,物塊不致于沿罐壁向下運(yùn)動(dòng).故摩擦力的方向沿罐壁向上,則對(duì)進(jìn)行分解,此時(shí)向心力由的水平分力和的水平分力 的合力提供,
將數(shù)據(jù)代入得到: 。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,在內(nèi)壁光滑的平底試管內(nèi)放一個(gè)質(zhì)量為1g的小球,試管的開(kāi)口端與水平軸O連接,試管底與O相距5cm,試管在轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)下在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。g取10m/s。求:
(1)要使小球始終不脫離試管底部,轉(zhuǎn)軸的角速度至少為多大?(結(jié)果可以用根式表示)
(2)轉(zhuǎn)軸的角速度達(dá)到多大時(shí),轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過(guò)程中,試管底所受壓力的最大值等于最小值的3倍?
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】【加試題】電阻為1 Ω的矩形線圈繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng),產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的圖象如圖所示,F(xiàn)把交流電加在電阻為9Ω的電熱絲上,則下列說(shuō)法中正確的是( )
A. 線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為31.4 rad/s
B. 如果線圈轉(zhuǎn)速提高一倍,則電流不會(huì)改變
C. 電熱絲兩端的電壓V
D. 電熱絲的發(fā)熱功率P=1800 W
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如下圖所示,在真空中足夠大的絕緣水平地面上,一個(gè)質(zhì)量為m=0.2kg,帶量為q=+2.0×10-6C的小物塊處于靜止?fàn)顟B(tài),小物塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.1. t=0時(shí)刻開(kāi)始,空間加上一個(gè)如下圖所示的場(chǎng)強(qiáng)大小和方向呈周期性變化的電場(chǎng),(取平向右為正方向,g取10m/s2。)求:
(1)0~2s內(nèi)小物體加速度的大小
(2)2~4s內(nèi)小物體加速度的大小
(3)14秒末小物塊的速度大小
(4)前14秒內(nèi)小物塊的位移大小
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,兩足夠長(zhǎng)平行光滑的金屬導(dǎo)軌MN、PQ相距L,導(dǎo)軌平面與水平面夾角為α,導(dǎo)軌電阻不計(jì),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直導(dǎo)軌平面斜向上,長(zhǎng)為L的金屬棒ab垂直于MN、PQ放置在導(dǎo)軌上,且始終與導(dǎo)軌接觸良好,金屬棒的質(zhì)量為m、電阻為R.兩金屬導(dǎo)軌的上端連接右側(cè)電路,電路中R2為一電阻箱,已知燈泡的電阻RL=4R,定值電阻R1=2R,調(diào)節(jié)電阻箱使R2=12R,重力加速度為g,閉合開(kāi)關(guān)S,現(xiàn)將金屬棒由靜止釋放,求:
(1)金屬棒下滑的最大速度vm;
(2)當(dāng)金屬棒下滑距離為s0時(shí)速度恰好達(dá)到最大,則金屬棒由靜止下滑2s0的過(guò)程中,整個(gè)電路產(chǎn)生的電熱;
(3)改變電阻箱R2的值,當(dāng)R2為何值時(shí),金屬棒達(dá)到勻速下滑時(shí)R2消耗的功率最大.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】“天舟一號(hào)”貨運(yùn)飛船于2017年4月20日在文昌航天發(fā)射中心成功發(fā)射升空,與“天宮二號(hào)”空間實(shí)驗(yàn)室對(duì)接前,“天舟一號(hào)”在距離地面約380 km的圓軌道上飛行,則其( )
A. 角速度小于地球自轉(zhuǎn)角速度
B. 線速度小于第一宇宙速度
C. 周期小于地球自轉(zhuǎn)周期
D. 向心加速度小于地面的重力加速度
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖甲所示,平行金屬板中央有一個(gè)靜止的電子(不計(jì)重力),兩板間距離足夠大.當(dāng)兩板間加上如圖乙所示的交變電壓后,在下圖中,反映電子速度v、位移x和加速度a三個(gè)物理量隨時(shí)間t的變化規(guī)律可能正確的是( )
甲 乙
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,電源電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻為r,平行板電容器C的兩金屬板水平放置.G為靈敏電流計(jì).開(kāi)關(guān)S閉合后,兩板間恰好有一質(zhì)量為m、電荷量為q的油滴處于靜止?fàn)顟B(tài).則在滑動(dòng)變阻器R的觸頭P向上移動(dòng)的過(guò)程中,下列判斷正確的是( 。
A. 靈敏電流計(jì)G中有a→b的電流
B. 油滴向上加速運(yùn)動(dòng)
C. 電容器極板所帶電荷量將減小
D. 通過(guò)電阻R2的電流將減小
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,連接兩平行金屬板的導(dǎo)線的導(dǎo)線的一部分CD與一有電源回路的一部分GH平行且均在紙面內(nèi),金屬板置于磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里,當(dāng)一束等離子體射入兩金屬板之間時(shí),CD段導(dǎo)線受到力F的作用,則( )
A.若等離子體從右方射入,F(xiàn)向左
B.若等離子體從右方射入,F(xiàn)向右
C.若等離子體從左方射入,F(xiàn)向左
D.若等離子體從左方射入,F(xiàn)向右
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