19.如圖所示,水平轉(zhuǎn)臺上有一個質(zhì)量為m滑塊(可視為質(zhì)點(diǎn)),用長為L的輕繩連接在轉(zhuǎn)軸上,輕繩剛好是直的,無張力,與豎直方向夾角θ=30°,滑塊與轉(zhuǎn)臺之間最大靜摩擦力等于滑動靡擦力,動摩擦因數(shù)為μ(μ<$\frac{\sqrt{3}}{6}$),滑塊隨轉(zhuǎn)臺由靜止開始緩慢加速轉(zhuǎn)動以下說法正確是( 。
A.隨著角速度不斷增大,繩子的張力逐漸增大
B.當(dāng)轉(zhuǎn)至繩上出現(xiàn)張力時,轉(zhuǎn)臺對滑塊做的功為$\frac{1}{2}$μmgL
C.當(dāng)轉(zhuǎn)臺角速度增大到$\sqrt{\frac{g}{L}}$時,繩上張力大小為(1-2μ)mg
D.當(dāng)轉(zhuǎn)臺對物塊的支持力為零時,轉(zhuǎn)臺對滑塊做的功為$\frac{\sqrt{3}}{12}$mgL

分析 對物體受力分析知,物體離開圓盤前合力$F=f+Tsinθ=\frac{{mv}^{2}}{r}$,N+Tcosθ=mg,根據(jù)動能定理知$w={E}_{k}=\frac{1}{2}{mv}^{2}$,然后根據(jù)臨界條件分析功與能的變化.

解答 解:A、依題意,在滑塊滑動之前,靜摩擦力提供向心力,在這一階段繩子的拉力始終為零,故A選項(xiàng)錯誤;
B、物體受力分析知,物體離開圓盤前,
$F=f+Tsinθ=\frac{{mv}^{2}}{r}$…(1),
N+Tcosθ=mg…(2),
根據(jù)動能定理知,$w={E}_{k}=\frac{1}{2}{mv}^{2}$…(3),
當(dāng)T=0時,r=Lsinθ…(4),
聯(lián)立以上各式得:$w=\frac{1}{2}fLsinθ$=$\frac{1}{2}μmgLsinθ$,
故至繩中出現(xiàn)拉力時轉(zhuǎn)臺對物體做得功為:$w=\frac{1}{2}μmgLsinθ=\frac{1}{4}μmgL$,故B選項(xiàng)錯誤;
C、滑塊剛好離開圓盤時,重力和拉力的合力提供向心力,有:mgtanθ=mLsinθ•ω2,
解之得:$ω=\sqrt{\frac{g}{Lcosθ}}$>$\sqrt{\frac{g}{L}}$,說明滑塊還未離開圓盤,繩子的張力為零,故C選項(xiàng)錯誤;
D、當(dāng)轉(zhuǎn)臺支持力為零時,即N=0,則f=0,根據(jù)B項(xiàng)解析中的(1)(2)(3)式解得:$w=\frac{1}{2}mgLsinθtanθ=\frac{\sqrt{3}}{12}mgL$,故D選項(xiàng)正確.
故選:D.

點(diǎn)評 此題考查牛頓運(yùn)動定律和功能關(guān)系在圓周運(yùn)動中的應(yīng)用,注意臨界條件分析,至繩中出現(xiàn)拉力時,摩擦力為最大靜摩擦力,轉(zhuǎn)速為零時支持力和摩擦力均為零,即正確受力分析和臨界條件分析是解題的關(guān)鍵.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

9.質(zhì)量為m、帶電荷量為q的小物塊,從傾角為θ的光滑絕緣斜面上由靜止下滑,整個斜面置于方向水平向里的勻強(qiáng)磁場中,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,如圖所示.若帶電小物塊下滑后某時刻對斜面的作用力恰好為零,下面說法中正確的是( 。
A.小物塊一定帶正電荷
B.小物塊在斜面上運(yùn)動時做勻加速直線運(yùn)動
C.小物塊在斜面上運(yùn)動時做加速度增大,而速度也增大的變加速直線運(yùn)動
D.小物塊在斜面上下滑過程中,當(dāng)小物塊對斜面壓力為零時的速率為$\frac{mg}{Bg}$

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

10.如圖所示,頂端附有光滑定滑輪的斜面體靜止在粗糙水平面上,三條細(xì)繩結(jié)于O點(diǎn),一條繩跨過定滑輪平行于斜面連接物塊P,一條繩連接小球Q,P、Q兩物體處于靜止?fàn)顟B(tài),另一條繩OA在外力F的作用下使夾角θ<90°,現(xiàn)緩慢改變繩OA的方向至θ>90°,且保持結(jié)點(diǎn)O位置不變,整個裝置始終處于靜止?fàn)顟B(tài).下列說法正確的是( 。
A.繩OA的拉力一直增大
B.斜面體對物塊P的摩擦力增大
C.地面對斜面體有向右的摩擦力
D.地面對斜面體的支持力大于物塊P和斜面體的重力之和

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

7.甲、乙兩物體先后從同一地點(diǎn)出發(fā),沿一條直線運(yùn)動,它們的v-t圖象如圖所示,由圖可知( 。
A.甲比乙早出發(fā)且其間甲的速度比乙大,所以乙追不上甲
B.在t=20s之前,甲比乙運(yùn)動的快,t=20s之后乙比甲運(yùn)動快
C.乙是可以追上甲的,且追上甲的時刻為t=30s
D.因乙在t=10s時才開始運(yùn)動,故t=10s時,甲在乙前面,它們之間距離在乙追上甲前有最大

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科目:高中物理 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

14.在研究小車的速度與時間關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中,如圖所示為一次記錄小車運(yùn)動情況的紙帶.圖中A、B、C、D、E為相鄰的計數(shù)點(diǎn),相鄰計數(shù)點(diǎn)的時間間隔為T=0.1s.

(1)如果小車做勻加速運(yùn)動,則紙帶的左(填“左”或“右”)端和小車相連;
(2)D點(diǎn)的瞬時速度大小為3.9m/s,AE段平均速度大小為2.64m/s.

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

4.如圖,在“套圈圈”游戲中,大人和小孩在同一豎直線上的不同高度處分別以水平速度υ10、υ20拋出鐵圈,并套中地面上同一目標(biāo),設(shè)鐵圈在空中運(yùn)動時間分別為t1、t2,剛套中目標(biāo)瞬間速度為υ1、υ2,則(  )
A.υ1020B.υ1>υ2C.t1>t2D.t1=t2

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

11.如圖所示,物塊A放在直角三角形斜面體B上面,B放在彈簧上面并緊挨者豎直墻壁,初始時A、B靜止,現(xiàn)用某一力F沿斜面向上推A,但仍未動.則施力F 后,下列說法正確的是(  )
A.A、B之間的摩擦力可能變大B.B與墻面間的彈力可能不變
C.B與墻之間可能沒有摩擦力D.彈簧的彈力變小

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

8.從樓頂開始下落的物體落地用時2.0s,若要讓物體在1.0s內(nèi)落地,應(yīng)該從哪兒開始下落(g取10m/s2,不計空氣阻力)( 。
A.從離地高度為樓高一半處開始B.從離地高度為樓高$\frac{1}{4}$處開始
C.從離地高度為1 m處開始D.從離地高度為5 m處開始

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

9.若某一駕駛員在綠燈結(jié)束前3s開始剎車,并不斷加大制動力,結(jié)果在黃燈亮起時車剛好停在停止線外.下圖中能反映這位駕駛員剎車過程的速度隨時間變化關(guān)系的是(  )
A.B.C.D.

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同步練習(xí)冊答案