质量m=3kg的小球用一根长L=2.5m的轻绳系在光滑水平面的上方O点, O点到水平面的距离h=2m.现拉直轻绳,给小球一个初速度,可使小球在水平面内做圆周运动.不计一切阻力,重力加速度g=10m/s2(计算结果可以用分数或根式表示).求:
(1)小球能在该水平面内做圆周运动的最大角速度
0;
(2)若小球做圆周运动的角速度
=2rad/s时,则小球对水平面的压力多大?
(1)小球能在该水平面内做圆周运动的最大角速度
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/074c228ffc7b1e306f8410afe7bc4b5c.png)
(2)若小球做圆周运动的角速度
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/074c228ffc7b1e306f8410afe7bc4b5c.png)
更新时间:2019-05-29 18:02:10
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【知识点】 通过牛顿第二定律求解向心力
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【推荐1】足够长的平行金属轨道M、N,相距L=0.5m,且水平放置。M、N左端与半径R=0.4m的光滑竖直半圆轨道相连,金属棒b和c可在轨道上无摩擦地滑动,两金属棒的质量mb=mc=0.1kg,电阻Rb=Rc=1Ω,轨道的电阻不计。平行水平金属轨道M、N处于磁感应强度B=1T的匀强磁场中,磁场方向与轨道平面垂直,光滑竖直半圆轨道在磁场外,如图所示。若使b棒以初速度v0=10m/s开始向左运动,求:
(1)c棒的最大速度;
(2)c棒中产生的焦耳热;
(3)若c棒达最大速度后沿半圆轨道上滑,金属棒c到达轨道最高点时对轨道的压力的大小。
(1)c棒的最大速度;
(2)c棒中产生的焦耳热;
(3)若c棒达最大速度后沿半圆轨道上滑,金属棒c到达轨道最高点时对轨道的压力的大小。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/5/27/2471621995585536/2471838874001408/STEM/285075da-d099-4cf2-a81b-8fec3c2f9d1c.png?resizew=203)
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【推荐2】如图甲所示,有一质量为m=3kg可视为质点的物块以某一初速度从A点水平抛出,恰好从圆管BCD的B点沿切线方向进入圆弧,经BCD从圆管的最高点D射出时立刻滑上质量为M的足够长的长木板,此后它们在水平面上运动的v-t图像如图乙所示。已知圆弧的半径为R=40m,且A与D在同一水平线上,BC弧对应的圆心角θ=60°,不计空气阻力,但管道内不光滑,重力加速度g=10m/s2。求:
(1)物块从A点做平抛运动的初速度v0的大小;
(2)在D点处物块对管壁的作用力的大小和方向;
(3)物块和木板之间的动摩擦系数μ1、木板和水平面之间的动摩擦因数μ2;
(4)木板的质量M与最短长度L。
(1)物块从A点做平抛运动的初速度v0的大小;
(2)在D点处物块对管壁的作用力的大小和方向;
(3)物块和木板之间的动摩擦系数μ1、木板和水平面之间的动摩擦因数μ2;
(4)木板的质量M与最短长度L。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/1/10/2898655665430528/2899127490101248/STEM/eae207ba-4b19-452b-aceb-fdcdc66596ea.png?resizew=386)
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【推荐3】如图甲所示,质量为m=0.4kg可视为质点的物块静止放在水平地面上,物块与地面间的动摩擦因数为0.2,且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。距离物块S=7.5m处有一光滑半圆轨道,轨道最低点P的切线水平。t=0时用水平拉力F由静止拉动物块,使物块沿水平地面向半圆轨道做加速运动。物体的速度v与拉力F大小倒数的v—
图象如图乙所示,AB平行于v轴,BC反向延长过原点O。物块运动过程中0~t1时间内对应图线中的线段AB,t1~t2时间内对应图线中的线段BC,时刻t2=1s,t2时刻后撤掉拉力。重力加速度取g=10m/s2。
(1)0~t1时间内物块的位移大小;
(2)物块能够经过半圆轨道最高点Q,半圆轨道的半径R满足什么条件?
(3)物块经半圆轨道最高点Q后抛出落回地面,落地后不再弹起。圆轨道半径R多大时物块落点离P点的距离最大,最大值为多少?
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(2)物块能够经过半圆轨道最高点Q,半圆轨道的半径R满足什么条件?
(3)物块经半圆轨道最高点Q后抛出落回地面,落地后不再弹起。圆轨道半径R多大时物块落点离P点的距离最大,最大值为多少?
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