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[探究]一根長為L的均勻細桿可以繞通過其一端的水平軸O在豎直平面內轉動，桿最初處于水平位置，桿上距O為a處放有小物體(可視為質點)，桿與其上小物體最初均處于靜止狀態，如圖所示，若此桿突然以角速度ω繞O軸轉動，問當ω取什么值時，小物體與桿可能相碰？

答案：
解析：

　　[案例]物體相遇的條件是在相同的時間內物體的路程或位移相等．本題中是物體自由下落的位移與由于桿的轉動而引起的相同時間內的桿的兩位置與B所在豎直線交點間的距離相等，從圖(a)中看出，此最大距離為BD長，即atanθ1．物體做自由落體運動，起始速度較小，速度逐漸變大．而桿在勻速轉動，在相同時間內，BC大于自由落體高度，當兩者相等時則相遇，相遇的最大距離為BD，即為ω的最大值．若ω再增大時，當物體落至D點時，桿已轉過OD位置．則此時不可能相碰，但當ω再增大時，即在物體沒有到達D之前桿可能再次轉入∠AOD區域．這種情況物體與桿也能相碰，這種情況相遇的最長時間是在D點相遇，此時的ω為這種情況的最小值，只要ω大于該值均能在∠AOD區域內相碰，如圖(b)．

　　


練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（1）某同學用如圖1所示裝置探究小車的加速度與力、質量的關系，實驗中，他把鉤碼重力當作小車受到的合力．①為減小把鉤碼的重力當作小車受到的合力而帶來的誤差，實驗中，除了拉小車的細線與長木板平行外．①還應采取的措施有：
 
 
．（填兩條）
②木塊從靜止開 始運動，利用打點計時器在紙帶上記錄木塊的運動情況，如圖2所示，其中O點為紙帶上記錄到的第一點．A、B、C是該同學在紙帶上所取的一些點，下圖所標明的數據為A、B、C各點到O點的距離，已知打點計時器所用交流電源頻率f=50Hz，木塊運動的加速度a=
 
m/s2．（計算結果保留兩位有效數字）
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（2）有一根長陶瓷管，其表面均勻地鍍有一層很薄的電阻膜，管的兩端有導電箍M和N，如圖3所示．用多用表電阻檔測得MN間的電阻膜的電阻約為100Ω，陶瓷管的直徑遠大于電阻膜的厚度．某同學利用下列器材設計了一個測量該電阻膜厚度d的實驗．
A．刻度尺（最小分度為mm）；  B．游標卡尺；
C．電流表A1（量程0～300mA，內阻約0.2Ω）；
D．電流表A2 （量程0～100mA，內阻約0.6Ω）；
E．電壓表V1 （量程10V，內阻約5kΩ）；
F．電壓表V2 （量程5V，內阻約3kΩ）；
G．滑動變阻器R1 （阻值范圍0～30Ω，額定電流1.5A）；
H．滑動變阻器R2 （阻值范圍0～1.5KΩ，額定電流1A）；
I．電源E （電動勢9V，內阻可不計）；     J．開關一個，導線若干．
①他用毫米刻度尺測出電阻膜的長度為l，用游標卡尺測量該陶瓷管的外徑D．
②為了比較準確地測量電阻膜的電阻，且調節方便，實驗中應選用電流表
 
，電壓表
 
，滑動變阻器
 
．（填寫器材前面的字母代號）
③在答題卷方框內畫出測量電阻膜的電阻R的實驗電路圖．
④若電壓表的讀數為U，電流表的讀數為I，鍍膜材料的電阻率為ρ，計算電阻膜厚度d （d遠小于D）的表達式為：d=
 
（用所測得的量和已知量的符號表示）．

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科目：高中物理 來源：2012屆浙江省普通高等學校招生仿真理科綜合物理試卷（帶解析） 題型：實驗題

（10分）在“探究單擺擺長與周期關系”的實驗中，某同學的主要操作步驟如下：
A．取一根符合實驗要求的擺線，下端系一金屬小球，上端固定在O點；
B．在小球靜止懸掛時測量出O點到小球球心的距離l；
C．拉動小球使細線偏離豎直方向一個不大的角度（約為5°），然后由靜止釋放小球；
D．用秒表記錄小球完成n次全振動所用的時間t。
①用所測物理量的符號表示重力加速度的測量值，其表達式為g=         ；
②若測得的重力加速度數值大于當地的重力加速度的實際值，造成這一情況的原因可能是       
（選填下列選項前的序號）
A、測量擺長時，把擺線的長度當成了擺長
B、擺線上端未牢固地固定于O點，振動中出現松動，使擺線越擺越長
C、測量周期時，誤將擺球（n-1）次全振動的時間t記為了n次全振動的時間，并由計算式T=t/n求得周期
D、擺球的質量過大
③在與其他同學交流實驗方案并糾正了錯誤后，為了減小實驗誤差，他決定用圖象法處理數據，并通過改變擺長，測得了多組擺長l和對應的周期T，并用這些數據作出T2-l圖象如圖甲所示。若圖線的斜率為k，則重力加速度的測量值g=       。

④這位同學查閱資料得知，單擺在最大擺角q較大時周期公式可近似表述為。為了用圖象法驗證單擺周期T和最大擺角q的關系，他測出擺長為l的同一單擺在不同最大擺角q時的周期T，并根據實驗數據描繪出如圖乙所示的圖線。根據周期公式可知，圖乙中的縱軸表示的是           ，圖線延長后與橫軸交點的橫坐標為          。

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科目：高中物理 來源：2011-2012學年浙江省招生仿真理科綜合物理試卷（解析版） 題型：實驗題

（10分）在“探究單擺擺長與周期關系”的實驗中，某同學的主要操作步驟如下：

A．取一根符合實驗要求的擺線，下端系一金屬小球，上端固定在O點；

B．在小球靜止懸掛時測量出O點到小球球心的距離l；

C．拉動小球使細線偏離豎直方向一個不大的角度（約為5°），然后由靜止釋放小球；

D．用秒表記錄小球完成n次全振動所用的時間t。

①用所測物理量的符號表示重力加速度的測量值，其表達式為g=          ；

②若測得的重力加速度數值大于當地的重力加速度的實際值，造成這一情況的原因可能是       

（選填下列選項前的序號）

A、測量擺長時，把擺線的長度當成了擺長

B、擺線上端未牢固地固定于O點，振動中出現松動，使擺線越擺越長

C、測量周期時，誤將擺球（n-1）次全振動的時間t記為了n次全振動的時間，并由計算式T=t/n求得周期

D、擺球的質量過大

③在與其他同學交流實驗方案并糾正了錯誤后，為了減小實驗誤差，他決定用圖象法處理數據，并通過改變擺長，測得了多組擺長l和對應的周期T，并用這些數據作出T2-l圖象如圖甲所示。若圖線的斜率為k，則重力加速度的測量值g=        。

④這位同學查閱資料得知，單擺在最大擺角q 較大時周期公式可近似表述為。為了用圖象法驗證單擺周期T和最大擺角q 的關系，他測出擺長為l的同一單擺在不同最大擺角q 時的周期T，并根據實驗數據描繪出如圖乙所示的圖線。根據周期公式可知，圖乙中的縱軸表示的是            ，圖線延長后與橫軸交點的橫坐標為           。

 

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解