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24.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值時,滑塊從圓盤邊緣滑落,經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0.6s正好通過C點,求BC之間的距離。

(1)滑塊在圓盤上做圓周運動時,靜摩擦力充當向心力,根據牛頓第二定律,可得:

μmg=mω2R                                                                 ①

代入數據解得: ω==5rad/s                                                ②

(2)滑塊在A點時的速度:vA=ωR=1m/s                                           ③

從A到B的運動過程由動能定理:

mgh-μmgcos53°-                                    ④

在B點時的機械能:EB=                                    ⑤

(3)滑塊在B點時的速度:vB=4m/s                                                ⑥

滑塊沿BC段向上運動時的加速度大小:

a1=g(sin37°+μcos37°)=10m/s2                                                  ⑦

返回時的加速度大小:a2=g(sin37°-μcos37°)=2m/s2                                 ⑧

BC間的距離:sBC==0.76m                                   ⑨


練習冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

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A,它隨圓盤一起做勻速圓周運動.木塊A受力的個數為(  )

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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

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(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值時,滑塊從圓盤邊緣滑落,經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

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A,它隨圓盤一起做勻速圓周運動.木塊A受力的個數為( )

A.1個
B.2個
C.3個
D.4個

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