如图所示,光滑的圆锥体固定在水平地面上,其轴线沿竖直方向,在圆锥体顶用长
的细线悬挂一质量
的小球(可视为质点),小球静止时细线与圆锥表面平行且细线与轴线的夹角
。已知圆锥体的高度
,细线能承受的最大拉力
,取重力加速度大小
,
,
。现使圆锥体绕其轴线缓慢加速转动,小球也随圆锥体一起做角速度缓慢增大的圆周运动(不同时间内均可视为匀速圆周运动)。
(1)求小球即将离开圆锥体表面时的角速度大小
;
(2)当小球的角速度大小
时,求细线上的拉力大小
;
(3)若细线上的拉力达到最大拉力的瞬间细线绷断,此瞬间小球速度不受影响,求小球落到水平地面的位置到圆锥体轴线的距离d。
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(1)求小球即将离开圆锥体表面时的角速度大小
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(2)当小球的角速度大小
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(3)若细线上的拉力达到最大拉力的瞬间细线绷断,此瞬间小球速度不受影响,求小球落到水平地面的位置到圆锥体轴线的距离d。
更新时间:2024-03-29 12:11:57
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【推荐1】如图所示,正方形绝缘光滑水平台面OPQN边长L=1.8m,距水平地面高H=4.05m,平行板电容器的极板XY间距d=0.2m且垂直放置于台面,X板位于边界OP上,Y板与边界ON相交处有一小孔。电容器外的台面区域内有磁感应强度B=1T、方向竖直向上的匀强磁场(磁场区域包括边界)。质量
、电荷量
的微粒静止于O处,在XY间加上恒定电压U,板间微粒经电场加速后由Y板所开小孔进入磁场。假定微粒在真空中运动,极板间电场视为匀强电场,重力加速度g=10m/s2,
,
。(计算结果均保留3位有效数字)
(1)若XY两板间的电压
,求微粒在磁场中运动的时间;
(2)若保证微粒能从台面的PQ边离开,求微粒在磁场中运动时速率的取值范围;
(3)若微粒以大小为
的速率离开台面,求微粒落地点到P点正下方W点的距离。(已知
)
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(1)若XY两板间的电压
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(2)若保证微粒能从台面的PQ边离开,求微粒在磁场中运动时速率的取值范围;
(3)若微粒以大小为
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【推荐2】某校科技小组参加了如图甲所示的过山车游戏项目,为更好研究过山车运动项目中所遵循的物理规律,科技组成员设计出如图乙所示的装置,图中P为弹性发射装置,AB为倾角为θ=37°的倾斜轨道,BC为水平轨道,CDC′为竖直圆轨道,
为足够长的倾斜轨道,各段轨道均平滑连接,以A点为坐标原点,水平向右为x轴正方向,竖直向上为y轴正方向建立平面直角坐标系。已知滑块质量为m,圆轨道半径R,轨道AB长为
,BC长为
,AB、BC段动摩擦因数为
,其余各段轨道均光滑。弹射装置P位置可在坐标平面内调节,使水平弹出的滑块均能无碰撞从A点切入斜面,滑块可视为质点。
(1)若滑块从y=0.45m的某点弹出,求滑块弹出时的初速度
;
(2)若改变弹射装置位置,求弹出点的坐标(x,y)应满足的关系;
(3)若滑块从A点切入后不脱离轨道,求弹出时滑块纵坐标y应满足的条件。
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(2)若改变弹射装置位置,求弹出点的坐标(x,y)应满足的关系;
(3)若滑块从A点切入后不脱离轨道,求弹出时滑块纵坐标y应满足的条件。
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【推荐3】如图,半径为5r的水平圆形转盘可绕竖直轴转动,转盘上放有质量均为m的小物体A、B。A、B到转盘中心O的距离分别为3r、5r,A、B间用一轻质细线相连,转盘静止时,细线刚好伸直无拉力。已知A与转盘间的动摩擦因数为
,B与转盘间的动摩擦因数为
。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g。A、B均可视为质点,现让转盘从静止开始逐渐缓慢加速,不计空气阻力。
(1)求细线上开始产生拉力时,转盘的角速度
;
(2)若转盘角速度
时,求A与水平转盘之间的摩擦力大小
;
(3)在转盘角速度
时,剪断绳子,同时让转盘立即停止转动,若转盘距离水平地面高为
,求物体A、B落地时两者间的距离d。
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(1)求细线上开始产生拉力时,转盘的角速度
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(2)若转盘角速度
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/dd329046acb5a1bd8cc9f508e13af337.png)
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(3)在转盘角速度
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/dd329046acb5a1bd8cc9f508e13af337.png)
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![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/4/6/90bd528d-a8b3-4a37-b269-1f2b13c00d76.png?resizew=180)
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【推荐1】如图所示,在圆柱形屋顶中心天花板O点,挂一根L=3m的细绳,绳的下端挂一个质量m为0.5kg的小球,已知绳能承受的最大拉力为10N,小球在水平面内做圆周运动,当速度逐渐增大到绳断裂后,小球以v=9m/s的速度落在墙边。求这个圆柱形房屋的高度H和半径R。(g取10m/s2)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/2/28/1633763203219456/1635868088688640/STEM/5d205915-d37d-4fd5-9749-bdc6606ef8f7.png?resizew=145)
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【推荐2】如图所示,长为3L的不可伸长的轻绳,穿过一长为L的竖直轻质细管,两端拴着质量分别为m、2 m的小球A和小物块B,开始时B先放在细管正下方的水平地面上。手握细管轻轻摇动一段时间后,B对地面的压力恰好为零,A在水平面内做匀速圆周运动。已知重力加速度为g,不计一切摩擦阻力。
(1)求A做匀速圆周运动时绳与竖直方向夹角θ;
(2)求摇动细管过程中手所做的功;
(3)轻摇细管可使B在管口下的任意位置处于平衡,当B在某一位置平衡时,管内一触发装置使绳断开,求A做平抛运动的最大水平距离。
(1)求A做匀速圆周运动时绳与竖直方向夹角θ;
(2)求摇动细管过程中手所做的功;
(3)轻摇细管可使B在管口下的任意位置处于平衡,当B在某一位置平衡时,管内一触发装置使绳断开,求A做平抛运动的最大水平距离。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/10/14/2829291319271424/2829313800691712/STEM/42a2c311-9fff-4e30-9f3f-d7c32d77f453.png?resizew=212)
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【推荐3】如图,用一根长为L=1m的细线,一端系一质量为m=1kg的小球(可视为质点),另一端固定在一光滑锥体顶端,锥面与竖直方向的夹角θ=370,当小球在水平面内绕锥体的轴做匀速圆周运动的角速度为ω时,细线的张力为T.求
,
,
计算结果可用根式表示):
至少为多大?
(2)若细线与竖直方向的夹角为600,则小球的角速度ω1为多大?
(3)细线的张力T与小球匀速转动的角速度ω有关,当ω的取值范围在0到ω1之间时,请通过计算求解T与ω2的关系,并在图坐标纸上作出T-ω2的图象,标明关键点的坐标值.
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/641a2eb52c575783bc616c297f1e7705.png)
(2)若细线与竖直方向的夹角为600,则小球的角速度ω1为多大?
(3)细线的张力T与小球匀速转动的角速度ω有关,当ω的取值范围在0到ω1之间时,请通过计算求解T与ω2的关系,并在图坐标纸上作出T-ω2的图象,标明关键点的坐标值.
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