如圖所示,一水平圓盤繞過圓心的豎直軸轉動,圓盤邊緣有一質量m = 1.0kg的小滑塊.當圓盤轉動的角速度達到某一數(shù)值時,滑塊從圓盤邊緣滑落,經(jīng)光滑的過渡圓管進入軌道ABC.已知AB段斜面傾角為53°,BC段斜面傾角為37°,滑塊與圓盤及斜面間的動摩擦因數(shù)均為μ = 0.5,A點離B點所在水平面的高度h = 1.2m.滑塊在運動過程中始終未脫離軌道,不計在過渡圓管處和B點的機械能損失,最大靜摩擦力近似等于滑動摩擦力,取g = 10m/s2,sin37°= 0.6,cos37° = 0.8.
1.若圓盤半徑R = 0.2m,當圓盤的角速度多大時,滑塊從圓盤上滑落?
2.若取圓盤所在平面為零勢能面,求滑塊到達B點時的機械能.
3.從滑塊到達B點時起,經(jīng)0.6s正好通過C點,求BC之間的距離.
1.5rad/s
2.– 4J
3.0.76m
解析:(1)滑塊在圓盤上做圓周運動時,靜摩擦力充當向心力,根據(jù)牛頓第二定律,可得:
μmg = mω2R
代入數(shù)據(jù)解得:ω = = 5rad/s
(2)滑塊在A點時的速度:υA= ωR = 1m/s
從A到B的運動過程由動能定理:mgh – μmgcos53° · = mυB2 – mυA2
在B點時的機械能EB = mυB2 – mgh = – 4J
(3)滑塊在B點時的速度:υB= 4m/s
滑塊沿BC段向上運動時的加速度大小:a1 = g(sin37°+ μcos37°) = 10m/s2
返回時的加速度大。a2 = g(sin37° – μcos37°)= 2m/s2
BC間的距離:sBC = – a2(t– )2 = 0.76m
科目:高中物理 來源:2012-2013學年新課標高一下學期第四次月考物理試卷(帶解析) 題型:計算題
(16分)如圖所示,一水平圓盤半徑為R=0.2 m,繞過圓心的豎直軸轉動,圓盤邊緣有一質量m=1.0 kg的小滑塊。當圓盤轉動的角速度達到某一數(shù)值時,滑塊從圓盤邊緣滑落,經(jīng)光滑的過渡圓管進入軌道ABC。已知AB段斜面傾角為53°,BC段水平,滑塊與圓盤及軌道ABC間的動摩擦因數(shù)均為μ=0.5,A點離B點所在水平面的高度h=1.2 m。滑塊沿軌道AB下滑至B點、速度剛好沿水平方向時與靜止懸掛在此處的小球發(fā)生正碰,碰撞后小球剛好能擺到與懸點O同一高度處,而滑塊沿水平軌道BC繼續(xù)滑動到C點停下。已知小球質量m0=0.50 kg,懸繩長L=0.80 m,滑塊和小球均視為質點,不計滑塊在過渡圓管處和B點的機械能損失,最大靜摩擦力近似等于滑動摩擦力,取g="10" m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6。
(1)求滑塊從圓盤上滑入軌道A點時的速度大小vA
(2)求滑塊到達B點與小球發(fā)生碰撞時的速度大小vB
(3)若滑塊與小球碰撞時間不計,求滑塊在軌道ABC上運動的總時間及BC之間的距離。
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科目:高中物理 來源:2015屆新課標高一下學期第四次月考物理試卷(解析版) 題型:計算題
(16分)如圖所示,一水平圓盤半徑為R=0.2 m,繞過圓心的豎直軸轉動,圓盤邊緣有一質量m=1.0 kg的小滑塊。當圓盤轉動的角速度達到某一數(shù)值時,滑塊從圓盤邊緣滑落,經(jīng)光滑的過渡圓管進入軌道ABC。已知AB段斜面傾角為53°,BC段水平,滑塊與圓盤及軌道ABC間的動摩擦因數(shù)均為μ=0.5,A點離B點所在水平面的高度h=1.2 m。滑塊沿軌道AB下滑至B點、速度剛好沿水平方向時與靜止懸掛在此處的小球發(fā)生正碰,碰撞后小球剛好能擺到與懸點O同一高度處,而滑塊沿水平軌道BC繼續(xù)滑動到C點停下。已知小球質量m0=0.50 kg,懸繩長L=0.80 m,滑塊和小球均視為質點,不計滑塊在過渡圓管處和B點的機械能損失,最大靜摩擦力近似等于滑動摩擦力,取g="10" m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6。
(1)求滑塊從圓盤上滑入軌道A點時的速度大小vA
(2)求滑塊到達B點與小球發(fā)生碰撞時的速度大小vB
(3)若滑塊與小球碰撞時間不計,求滑塊在軌道ABC上運動的總時間及BC之間的距離。
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科目:高中物理 來源:2010-2011年山東省威海市高一下學期期末模塊考試 題型:選擇題
如圖所示,一水平圓盤可繞通過盤心O且垂直于盤面的豎直軸轉動.在圓盤上放置小木塊 ,它隨圓盤一起做勻速圓周運動.木塊受力的個數(shù)為
A.1個 B.2個 C.3個 D.4個
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科目:高中物理 來源:2010-2011學年山東省威海市高一(下)期末物理試卷(解析版) 題型:選擇題
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