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【题目】如图是离心调节器示意图。每个物体质量m,为弹簧的劲度系数为k。问:这台仪器能否在失重状态下工作?角与系统转动角速度有怎样的关系?如果弹簧压缩量不可以超过自己原长的10%,求仪器预计达到的最大转动角速度。

【答案】

【解析】

由系统转动时,两个物体离开转动轴,弹簧长度将等于. 长度的变化量为.

为了将偏角与转动角速度联系起来,过渡到转动的参照系中,压缩时产生弹力(如图乙所示),.

它与惯性离心力平衡,则.

将弹力分解为分别作用在物体上的两个相等平行分力,如图乙所示. 列出相对上面铰链系统平衡条件:

.

代入值,得到.

由此可知.

显然,调节器在失重状态下也能工作,因为上面分析没有涉及引力场.

根据条件确定转动的最大角速度,有,或.

将所得到的值代入平衡条件,得到.

对一些简单机械构件的工作原理作分析与解释,既是物理学习的内容,也是理论联系实际的体现,更是竞赛命题的热点.

本题对这台仪器在失重状态下能否工作的严谨分析是值得注意的,因为对这种问题的回答,我们习惯于定性表述,虽然不失正确,但远没有定量推导具有普遍性.

练习册系列答案
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【题目】阅读图文资料,完成下列要求。

橡胶树是一种喜高温、高湿,需静风、沃土,不耐寒的热带乔木。东南亚为世界最大的天然橡胶生产区,但平均单产比非洲略低。天然橡胶是重要的战略资源与工业原料,橡胶制成品用途广泛。近年来,一些产胶国限制橡胶出口,提倡就地加工。中国天然橡胶自给率不足20%,供求矛盾日益突出。受此影响,中国制定天然橡胶“走出去”战略,鼓励企业到国外投资橡胶种植园、建设生产加工基地。中国企业重点投资区域:一是东南亚;二是非洲天然橡胶主产国。近年中国在柬埔寨规划种植橡胶90万亩和发展饲养生猪30万头,建设10万吨生物有机肥厂及生物质发电的农业综合开发示范项目,已开始实施。

(1)说明产胶国限制橡胶出口,提倡就地加工对当地的意义。

(2)分析我国天然橡胶自给率低的原因。

(3)简析中国建立农业综合开发示范项目的生态效益。

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【题目】2017年7月22日至8月1日NASA(美国国家航空航天局)不向其火星轨道探测器和火星车发出任何指令。NASA有关人员解释:“预计到通讯会明显变差,谨慎起见,这段时间我们不会和我们的火星设备交流。我们不想冒险让航天器执行错误指令”。完成下面小题。

1太阳活动常对地球上的生产生活产生影响,其产生的带电粒子流吹袭地球后,可能出现的现象有

①南北两极出现极光现象 ②指南针不能正确指示方向

③影响无线电长波通信 ④漠河地区出现“白夜”现象

A. ①② B. ①③ C. ②④ D. ②③

2这次通信变差与火星、地球、太阳三者相对位置关系相关,该时段火星最可能位于右图中的

A. 甲段 B. 乙段 C. 丙段 D. 丁段

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【题目】读某地地震波速度随深度的变化图,完成下面小题。

1该地莫霍界面大约位于地面以下多少千米处

A.5 kmB.17 kmC.33 kmD.2 900 km

2该地可能是下列哪个地方

A.华北平原B.青藏高原C.南极点D.太平洋

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【题目】一根不可伸长的钢索系在质量的轮船上。在时刻发动机开始拉钢索,同时钢索张力开始增大,达到最大值,然后保持恒定。如果轮船运动引起水的阻力与船速的平方成正比,求在时刻钢索的最大张力。(轮船的加速度随时间变化的图像如图所示)

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【题目】读下图,完成下列各题。

1甲、乙两城市所在的地形区是

A. 青藏高原B. 云贵高原C. 成都平原D. 江南丘陵

2图中MN河段

A. 处在热带地区B. 流域面积广C. 水力资源丰富D. 支流众多

3丙地

A. 水稻一年三熟B. 水汽主要来自太平洋

C. 旅游景观科学价值突出D. 景观颜色随季节变化

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【题目】读下面的经纬网示意图,相邻的经、纬线之间的度数相差10°,根据所学知识回答下列各题。

1关于各点的方向,下列说法正确的是 (  )

A. ①在②的西南方 B. ③在④的正北方

C. ⑤在⑥的正西方 D. ④在⑤的东南方

2②③之间的纬线长度约为 (  )

A. 555千米 B. 1110千米

C. 2220千米 D. 3330千米

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【题目】如图所求,半径为的空心球绕其本身竖直轴线旋转,角速度,在球内高度为处有一木块随同球一起旋转。问:

1)摩擦因数至少为多少时才能实现这一情况?

2)当时,实现这一情况的条件是什么?

3)如果木块的位置有微小的变化或球的角速度有微小的变化,木块的稳定性如何?

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【题目】我国是一个多煤、缺油、少气的国家,为保障能源供应安全,我国不断拓展能源进口渠道,2017年5月16日,我国第四条能源进口通道(见“中缅油气管道示意图”)正式开始输油。据此回答下列各题。

12017年下半年,我国北方实行的煤改气,导致了我国大面积的“气荒”。下列说法中能最快缓解天然气气荒的是

A. 多渠道增加天然气供应 B. 建立和完善天然气储备机制

C. 部分地区暂缓施行煤改气 D. 关停部分高耗气产业

2中缅油气管道建设中可能遇到的最大自然障碍是

A. 山高谷深,气候湿热 B. 植被茂密,虫蛇出没

C. 荒漠广布,水源不足 D. 经济落后,维护困难

3中缅油气管道的铺设对我国有哪些重要意义

①促进沿线旅游资源的开发

②缓解北方地区能源供应紧张

③缓解我国对马六甲海峡的依赖

④进一步保障国家能源供应安全

⑤推动管道沿线的基础设施建设

A. ①②④ B. ②③④ C. ①③⑤ D. ③④⑤

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