如圖所示,質(zhì)量為m的小物塊放在長直水平面上,用水平細線緊繞在半徑為R、質(zhì)量為2m的薄壁圓筒上.t=0時刻,圓筒在電動機帶動下由靜止開始繞豎直中心軸轉動,轉動中角速度滿足ω=β1tβ1為已知常數(shù)),物塊和地面之間動摩擦因數(shù)為μ.求:

(1)物塊做何種運動?請說明理由.

(2)物塊運動中受到的拉力.

(3)從開始運動至t=t1時刻,電動機做了多少功?

(4)若當圓筒角速度達到ω0時,使其減速轉動,并以此時刻為t=0,且角速度滿足ω=ω0β2t(式中ω0β2均為已知),則減速多長時間后小物塊停止運動?


(1)圓筒邊緣線速度與物塊前進速度大小相同

根據(jù)v=ωR=1t,線速度與時間成正比

物塊做初速為零的勻加速直線運動                     (3分)

(2)由(1)問分析結論,物塊加速度為a=1               (1分)

根據(jù)物塊受力,由牛頓第二定律得 Tμmg=ma            

則細線拉力為 T=μmg+m Rβ1                                  (2分)

(3)對整體運用動能定理,有

W+Wf =                     (2分)

其中Wf =-μmgs=μmg                (1分)

則電動機做的功為  W= μmg +      (1分)

(或對圓筒分析,求出細線拉力的做功,結果正確同樣給分)

(4)圓筒減速后,邊緣線速度大小v=ωR=ω0RRβ2t,線速度變化率為a= Rβ2

aμg,細線處于拉緊狀態(tài),物塊與圓筒同時停止,物塊減速時間為 t=ω0/β2    (2分)

a>μg,細線松弛,物塊水平方向僅受摩擦力,物塊減速時間為t=ω0R/μg      (2分)


練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源: 題型:


如題10圖所示,高為日的導熱氣缸豎直固定在水平地面上,橫截面積為S、重力為G的“⊥”形活塞村閉著一定質(zhì)量的理想氣體,活塞離缸底高為廳.覡手持“⊥”形活塞上端,緩慢豎直上提活塞,當活塞上升至氣缸上端口時,求豎直上提的力F大小.已知:大氣壓強為p0,不考慮活塞與氣缸之間的摩擦及溫度的變化,不計活塞及氣缸壁的厚度.

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關于磁感線,下列說法正確的是

(A)鐵屑在磁場中分布所形成的曲線就是磁感線

(B)磁感線的指向就是磁場方向

(C)磁感線總是從磁體的N極出發(fā)指向磁體的S極

(D)任意兩條磁感線均不可能相交

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科目:高中物理 來源: 題型:


水平面上,質(zhì)量為m的滑塊A以大小為v的速度碰撞質(zhì)量為的靜止滑塊B,碰撞后A、B速度方向相同,它們的總動量為_____;若B獲得的初速為v0,碰撞后A的速度為______.

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科目:高中物理 來源: 題型:


如圖所示為某校物理興趣小組的同學設計的一個玻璃管測力計,玻璃管豎直懸掛,上端封閉、下端開口,管內(nèi)一個很薄的輕質(zhì)活塞封閉了一定質(zhì)量的空氣,活塞連接一輕質(zhì)秤鉤.已知玻璃管的橫截面積S為1cm2.現(xiàn)將不同質(zhì)量的鉤碼M掛在秤鉤上,穩(wěn)定后用刻度尺測量出活塞與管頂之間的距離L,四次實驗的數(shù)據(jù)記錄在下面的表格中.實驗過程中氣體的溫度保持不變,g取 10m/s2

(1)通過計算可得實驗時大氣壓強p0=_______Pa.

(2)在玻璃管測力計上L=4.00cm處應標上所測作用力F=______N,空氣柱長度L隨加在秤鉤上作用力F變化而_______變化(選填“均勻”或“不均勻”).

(3)通過實驗,同學們發(fā)現(xiàn)用這種玻璃管測力計來測力,存在一些不足之處,請列舉兩點:

①__________________;②___________________.

實驗次數(shù)

1

2

3

4

M(kg)

0.000

0.100

0.250

0.409

L(cm)

2.00

2.22

2.66

3.36

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科目:高中物理 來源: 題型:


如圖所示為粒子穿過充滿氮氣的云室時拍攝的照片,在許多粒子的徑跡中有一條發(fā)生了分叉,分叉后有一條細而長的徑跡和一條粗而短的徑跡,則

       A.細而長的是α粒子的徑跡

       B.粗而短的是氧核的徑跡

       C.細而長的是氮核的徑跡

       D.粗而短的是質(zhì)子的徑跡

 


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科目:高中物理 來源: 題型:


在勻強磁場中放一電阻不計的平行金屬導軌,導軌跟大線圈M相接.導軌上放一根導線ab,磁感線垂直于導軌所在平面.欲使M所包圍的小閉合線圈N產(chǎn)生順時針方向的感應電流,則導線的運動情況可能是

       A.加速向左運動        B.加速向右運動

       C.勻速向左運動         D.勻速向右運動

 


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科目:高中物理 來源: 題型:


右圖為“研究一定質(zhì)量氣體在體積不變的條件下,壓強變化與溫度變化關系”的實驗裝置示意圖.在燒瓶A中封有一定質(zhì)量的氣體,并與氣壓計相連,初始時氣壓計兩側液面平齊.

(1)若氣體溫度升高后,為使瓶內(nèi)氣體的體積不變,應將氣壓計右側管      (填“向上”或“向下”)移動.

(2)(單選)實驗中多次改變氣體溫度,用表示氣體升高的溫度,用表示氣壓計兩側管內(nèi)液面高度差的變化量.則根據(jù)測量數(shù)據(jù)作出的圖線應是:_______

 

 


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科目:高中物理 來源: 題型:


如圖所示,A、B兩球質(zhì)量均為m.固定在輕彈簧的兩端,分別用細繩懸于O點,其中球A處在光滑豎直墻面和光滑水平墻面的交界處,已知兩球均處于平衡狀態(tài),OAB恰好構成一個正三角形,則下列說法正確的是(重力加速度為g)

 A.球A一定受到四個力的作用

 B.彈簧對球A的彈力大于對球B的彈力

 C.繩OB對球B的拉力大小一定小于mg

D.繩OA對球A的拉力大小等于或小于1.5mg

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