如圖,圓形玻璃平板半徑為R,離水平地面的高度為h,可繞圓心O在水平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動,一質(zhì)量為m的小木塊放置在玻璃板的邊緣.玻璃板勻速轉(zhuǎn)動使木塊隨之做勻速圓周運(yùn)動.
(1)若已知玻璃板勻速轉(zhuǎn)動的周期為T,求木塊所受摩擦力的大。
(2)緩慢增大轉(zhuǎn)速,木塊隨玻璃板緩慢加速,直到從玻璃板滑出.已知木塊脫離時沿玻璃板邊緣的切線方向水平飛出,落地點(diǎn)與通過圓心O的豎直線間的距離為s.木塊拋出的初速度可認(rèn)為等于木塊做勻速圓周運(yùn)動即將滑離玻璃板時的線速度,滑動摩擦力可認(rèn)為等于最大靜摩擦力,試求木塊與玻璃板間的動摩擦因數(shù)μ.
分析:(1)木塊在水平面做勻速圓周運(yùn)動,由靜摩擦力提供向心力,根據(jù)向心力公式求解木塊所受摩擦力的大小.
(2)木塊沿玻璃板邊緣的切線方向水平飛出后做平拋運(yùn)動,根據(jù)幾何關(guān)系求出水平位移,根據(jù)豎直方向求出運(yùn)動的時間,進(jìn)而求出平拋運(yùn)動的初速度,再根據(jù)牛頓第二定律求解木塊與玻璃板間的動摩擦因數(shù)μ.
解答:解:(1)木塊所受摩擦力等于木塊做勻速圓周運(yùn)動的向心力,根據(jù)牛頓第二定律得:
   f=m(
T
)2R
  ①
(2)木塊做勻速圓周運(yùn)動即將滑離玻璃板時,靜摩擦力達(dá)到最大,有:fm=μmg=m
v
2
m
R
  ②
木塊脫離玻璃板后在豎直方向上做自由落體運(yùn)動,有 h=
1
2
gt2
  ③
在水平方向上做勻速運(yùn)動,水平位移為 x=vmt  ④
x與距離s、半徑R的關(guān)系如圖所示,由圖可得:s2=R2+x2
由以上各式解得木塊與玻璃板間的動摩擦因數(shù) μ=
s2-R2
2hR
  ⑥
答:(1)木塊所受摩擦力的大小為m(
T
2R.(2)木塊與玻璃板間的動摩擦因數(shù)μ為
s2-R2
2hR
點(diǎn)評:本題主要考查了向心力公式、平拋運(yùn)動基本公式、牛頓運(yùn)動定律的應(yīng)用,解題時注意幾何關(guān)系的應(yīng)用,難度適中.
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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,圓形玻璃平板半徑為r,離水平地面的高度為h,一質(zhì)量為m的小木塊放置在玻璃板的邊緣,隨玻璃板一起繞圓心O在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動.
(1)若勻速圓周運(yùn)動的周期為T,求木塊的線速度和所受摩擦力的大。
(2)利用此裝置還可以粗略測出木塊與桌面間的動摩擦因數(shù)μ,方案是:緩慢增大玻璃板的轉(zhuǎn)速,最后木塊沿玻璃板邊緣的切線方向水平飛出,測出落地點(diǎn)與通過圓心O的豎直線間的距離為L.不計(jì)空氣阻力,設(shè)木塊與桌面間的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,重力加速度為g,求木塊與桌面間的動摩擦因數(shù)μ.

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖甲,圓形玻璃平板半徑為r,離水平地面的高度為h,一質(zhì)量為m的小木塊放置在玻璃板的邊緣,隨玻璃板一起繞圓心O在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動.
精英家教網(wǎng)
(1)若勻速圓周運(yùn)動的周期為T,求木塊的線速度和所受摩擦力的大。
(2)緩慢增大玻璃板的轉(zhuǎn)速,最后木塊沿玻璃板邊緣的切線方向水平飛出,落地點(diǎn)與通過圓心O的豎直線間的距離為s,俯視圖如圖乙.不計(jì)空氣阻力,重力加速度為g,試求木塊落地前瞬間的動能.

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)如圖所示,圓形玻璃平板半徑為r,離水平地面的高度為h,一質(zhì)量為m的小木塊放置
在玻璃板的邊緣,隨玻璃板一起繞圓心O在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動.若勻速圓周運(yùn)動的周期為T,木塊所受摩擦力的大小為
 
,緩慢增大玻璃板的轉(zhuǎn)速,最后木塊沿玻璃板邊緣的切線方向水平飛出,落地點(diǎn)與通過圓心O的豎直線間的距離為s,不計(jì)空氣阻力,重力加速度為g,木塊落地前瞬間的動能為
 

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科目:高中物理 來源:2014屆廣東省汕頭市高三上學(xué)期期中考試物理試卷(解析版) 題型:計(jì)算題

(18分)如圖,圓形玻璃平板半徑為R,離水平地面的高度為h,可繞圓心O在水平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動,一質(zhì)量為m的小木塊放置在玻璃板的邊緣.玻璃板勻速轉(zhuǎn)動使木塊隨之做勻速圓周運(yùn)動.

(1)若已知玻璃板勻速轉(zhuǎn)動的周期為T,求木塊所受摩擦力的大。

(2)緩慢增大轉(zhuǎn)速,木塊隨玻璃板緩慢加速,直到從玻璃板滑出.已知木塊脫離時沿玻璃板邊緣的切線方向水平飛出,落地點(diǎn)與通過圓心O的豎直線間的距離為s.木塊拋出的初速度可認(rèn)為等于木塊做勻速圓周運(yùn)動即將滑離玻璃板時的線速度,滑動摩擦力可認(rèn)為等于最大靜摩擦力,試求木塊與玻璃板間的動摩擦因數(shù)μ.

 

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