【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(chēng)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(xiàn)與OO′之間的夾角θ為60°．已知重力加速度大小為g，小物塊與陶罐之間的最大靜摩擦力大小為Ff= mg．

（1）若小物塊受到的摩擦力恰好為零，求此時(shí)的角速度ω0；

（2）若小物塊一直相對(duì)陶罐靜止，求陶罐旋轉(zhuǎn)的角速度的取值范圍．

【答案】（1）（2）

【解析】試題分析：（1）當(dāng)摩擦力為零，支持力和重力的合力提供向心力，有：

解得： 。

（2）當(dāng)時(shí)，重力和支持力的合力不夠提供向心力，當(dāng)角速度最大時(shí)，摩擦力方向沿罐壁切線(xiàn)向下達(dá)最大值，設(shè)此最大角速度為，由牛頓第二定律得，

，聯(lián)立以上三式解得： ；

當(dāng)時(shí)，重力和支持力的合力大于所需向心力，摩擦力方向沿罐壁切線(xiàn)向上，當(dāng)角速度最小時(shí)，摩擦力向上達(dá)到最大值，設(shè)此最小角速度為，由牛頓第二定律得，

聯(lián)立三式解得： ，綜述，陶罐旋轉(zhuǎn)的角速度范圍為：

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，R0為定值電阻，電源電動(dòng)勢(shì)E恒定，內(nèi)阻不能忽略，當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合，滑片P位于滑動(dòng)變阻器R左端點(diǎn)a時(shí)，水平放置的平行金屬板間有一帶電液滴正好處于靜止?fàn)顟B(tài)，在將滑片P由左端點(diǎn)a滑向右端點(diǎn)b的過(guò)程中，下列關(guān)于液滴的帶電情況及運(yùn)動(dòng)情況(液滴始終沒(méi)與極板相碰)分析正確的是( )

A．液滴帶正電，液滴將向上做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)

B．液滴帶正電，液滴將以原平衡位置為中心做往復(fù)運(yùn)動(dòng)

C．液滴帶正電，液滴將向上先做變加速再做變減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)

D．液滴帶負(fù)電，液滴將向上做變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】有關(guān)分子的熱運(yùn)動(dòng)和內(nèi)能，下列說(shuō)法不正確的是（ ）
A.一定質(zhì)量的氣體，溫度不變，分子的平均動(dòng)能不變
B.物體的溫度越高，分子熱運(yùn)動(dòng)越劇烈
C.物體的內(nèi)能是物體中所有分子熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能和分子勢(shì)能的總和
D.布朗運(yùn)動(dòng)是由懸浮在液體中的微粒之間的相互碰撞引起的

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，半徑可變的四分之一光滑圓弧軌道置于豎直平面內(nèi)，軌道的末端B處的切線(xiàn)水平�，F(xiàn)將一小物體從軌道頂端A處由靜止釋放，小物體剛到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的加速度為a，對(duì)B點(diǎn)的壓力為N，小物體離開(kāi)B點(diǎn)后的水平位移為x，落地時(shí)的速率為v，若保持圓心O的位置不變，改變圓弧軌道的半徑R（不超過(guò)圓心離地的高度），不計(jì)空氣阻力，下列圖像正確的是

A. B. C. D.

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】下列車(chē)輛中，屬于無(wú)污染車(chē)輛的是（ ）
A.火車(chē)和酒精汽車(chē)
B.太陽(yáng)能車(chē)和氫氣汽車(chē)
C.汽油車(chē)和柴油車(chē)
D.柴油車(chē)和氫氣汽車(chē)

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】某同學(xué)想在家里做“用單擺測(cè)定重力加速度”的實(shí)驗(yàn)，但沒(méi)有合適的擺球，他找到了一塊大小約為3 cm、外形不規(guī)則的大理石代替小球．他設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)步驟如下：

A．將石塊和細(xì)尼龍線(xiàn)系好，結(jié)點(diǎn)為M，將尼龍線(xiàn)的上端固定于O點(diǎn)，如圖所示；

B．用刻度尺測(cè)量OM間尼龍線(xiàn)的長(zhǎng)度L作為擺長(zhǎng)；

C．將石塊拉開(kāi)一個(gè)大約α＝5°的角度，然后由靜止釋放；

D．從擺球擺到最高點(diǎn)時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，測(cè)出30次全振動(dòng)的總時(shí)間t，由得出周期；

E．改變OM間尼龍線(xiàn)的長(zhǎng)度再做幾次實(shí)驗(yàn)，記下每次相應(yīng)的l和T；

F．求出多次實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的l和T的平均值，作為計(jì)算時(shí)用的數(shù)據(jù)，代入公式，求出重力加速度g。

(1)該同學(xué)以上實(shí)驗(yàn)步驟中有重大錯(cuò)誤,請(qǐng)指出并改正為_______________________。

(2)該同學(xué)用OM的長(zhǎng)作為擺長(zhǎng)，這樣做引起的系統(tǒng)誤差將使重力加速度的測(cè)量值比真實(shí)值__________(填“偏大”或“偏小”)．

(3)為解決擺長(zhǎng)無(wú)法準(zhǔn)確測(cè)量的困難，可采用圖象法，以T2為縱軸，以l為橫軸，作出多次測(cè)量得到的T2－l圖線(xiàn)，求出圖線(xiàn)斜率k，進(jìn)而求得g＝________（用k表示）.k值不受懸點(diǎn)不確定因素的影響，因此可以解決擺長(zhǎng)無(wú)法準(zhǔn)確測(cè)量的困難。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】某物理實(shí)驗(yàn)小組采用如圖甲所示裝置研究平拋運(yùn)動(dòng)。

（1）安裝實(shí)驗(yàn)裝置的過(guò)程中，斜槽末端的切線(xiàn)必須是水平的，這樣做的目的是________。

A．保證小球飛出時(shí)，速度既不太大，也不太小

B．保證小球飛出時(shí)，初速度水平

C．保證小球在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間每次都相等

D．保證小球運(yùn)動(dòng)的軌跡是一條拋物線(xiàn)

（2）某同學(xué)每次都將小球從斜槽上同一位置由靜止釋放，并從斜槽末端水平飛出。改變水平擋板的高度，就改變了小球在板上落點(diǎn)的位置，從而可描繪出小球的運(yùn)動(dòng)軌跡。某同學(xué)將水平擋板依次放在圖乙中的1、2、3位置，且l與2的間距等于2與3的間距。若三次實(shí)驗(yàn)中，小球從拋出點(diǎn)到落點(diǎn)的水平位移依次為xl、x2、x3，忽略空氣阻力的影響，下面分析正確的是________。

A．x2–xl=x3–x2 B．x2–xl<x3–x 2

C．x2–xl>x3–x2 D．無(wú)法判斷

（3）另一同學(xué)通過(guò)正確的實(shí)驗(yàn)步驟及操作，在坐標(biāo)紙上描出了小球水平拋出后的運(yùn)動(dòng)軌跡。部分運(yùn)動(dòng)軌跡如圖丙所示。圖中每小格的邊長(zhǎng)均為L，P1、P2和P3是軌跡圖線(xiàn)上的3個(gè)點(diǎn)，P1和P2、P2和P3之間的水平距離相等，重力加速度為g。可求出小球從P1運(yùn)動(dòng)到P2所用的時(shí)間為_________，小球拋出時(shí)的水平速度為_________。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，帶有正電荷的A粒子和B粒子同時(shí)以同樣大小的速度(速度方向與邊界的夾角分別為30°、60°)從寬度為d的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)的邊界上的O點(diǎn)射入磁場(chǎng)，又恰好都不從另一邊界飛出，則下列說(shuō)法中正確的是( )

A．A、B兩粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑之比為1∶

B．A、B兩粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑之比為

C．A、B兩粒子的比荷之比是∶1

D．A、B兩粒子的比荷之比是1∶

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)用同一種材料在不同實(shí)驗(yàn)條件下得到了三條光電流與電壓之間的關(guān)系曲線(xiàn)(甲光、乙光、丙光)，如圖所示。則可判斷出：

A. 甲光的頻率大于乙光的頻率

B. 乙光的波長(zhǎng)大于丙光的波長(zhǎng)

C. 甲、乙波長(zhǎng)相等

D. 甲光對(duì)應(yīng)的光電子最大初動(dòng)能大于丙光的光電子最大初動(dòng)能

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