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如图所示,倾斜放置的圆盘绕着中轴匀速转动,圆盘的倾角为37°,在距转动中心r = 0.1 m处放一个小木块,小木块跟随圆盘一起转动,小木块与圆盘间的动摩擦因数为= 0.8,假设木块与圆盘的最大静摩擦力与相同条件下的滑动摩擦力相同。若要保持小木块不相对圆盘滑动,圆盘转动的角速度最大不能超过(    )

A.2 rad/s     B.8 rad/s     C.rad/s    D.rad/s


【知识点】 牛顿第二定律;向心力.C2 D4

【答案解析】A  解析:只要小木块转过最低点时不发生相对滑动就能始终不发生相对滑动,设其经过最低点时所受静摩擦力为f,由牛顿第二定律有f-mgsinθ=mrω2;为保证不发生相对滑动需要满足f≤μmgcosθ.联立解得ω≤2rad/s.故A正确,B、C、D错误.故选A.

【思路点拨】因为木块在最低点时所受的静摩擦力方向沿圆盘向上,最高点的所受的静摩擦力等于最低点的静摩擦力,可知只要小木块转过最低点时不发生相对滑动就能始终不发生相对滑动.根据牛顿第二定律求出圆盘转动的最大角速度.解决本题的关键知道只要小木块转过最低点时不发生相对滑动就能始终不发生相对滑动,结合牛顿第二定律和最大静摩擦力进行求解.


练习册系列答案
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如图所示为我国国家大剧院外部呈椭球型。假设国家大剧院的屋顶为半球形,因特殊原因要执行维修任务,在竖直放置的穹形光滑支架上,一根不可伸长的轻绳通过轻质滑轮悬挂一重物G.现将轻绳的一端固定于支架上的A点,另一端从C点(C点与A点等高)沿支架缓慢地向B点靠近.则绳中拉力大小变化的情况是 (     )

   A.先不变后变大          B.先不变后变小

C.先变大后不变          D.先变小后不变

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如图所示,长为L的细绳上端系一质量不计的环,环套在光滑水平杆上,在细绳的下端吊一个质量为m的铁球(可视作质点),球离地的高度hL.现让环与球一起以v的速度向右运动,在A处环被挡住而立即停止,已知A离右墙的水平距离也为L,当地的重力加速度为g,不计空气阻力.求:

(1)在环被挡住而立即停止时绳对小球的拉力大小;

(2)若在环被挡住后,细绳突然断裂,则在以后的运动过程中,球的第一次碰撞点离墙角B点的距离是多少?

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如图所示,物体A放在足够长的木板B上,木板B静止于水平面.t=0时,电动机通过水平细绳以恒力F拉木板B,使它做初速度为零、加速度aB=1.0m/s2的匀加速直线运动.已知A的质量mA和B的质量mB均为2.0kg,A、B之间的动摩擦因数μ1=0.05,B与水平面之间的动摩擦因数μ2=0.1,最大静摩擦力与滑动摩擦力大小视为相等,重力加速度g取10m/s2.求


(1)物体A刚运动时的加速度aA;
(2)t=1.0s时,电动机的输出功率P;
(3)若t=1.0s时,将电动机的输出功率立即调整为P′=5W,并在以后的运动过程中始终保持这一功率不变,t=3.8s时物体A的速度为1.2m/s.则在t=1.0s到t=3.8s这段时间内木板B的位移为多少? :

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如图所示,长为L的薄木板放在长为L的正方形水平桌面上,木板的两端与桌面的两端对齐,一小木块放在木板的中点,木块、木板质量均为m,木块与木板之间、木板与桌面之间的动摩擦因数都为μ.现突然施加水平外力F在薄木板上将薄木板抽出,最后小木块恰好停在桌面边上,没从桌面上掉下.假设薄木板在被抽出的过程中始终保持水平,且在竖直方向上的压力全部作用在水平桌面上.求水平外力F的大小.

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如图所示,固定光滑斜面的倾角为300,有一质量m=2.0kg的物体,由静止开始从斜面的顶端A滑至底端B,然后又在水平面上滑行一段距离后停下。若A点距离水平面的高度h=5.0m,物体与水平地面间的动摩擦因数为0.5,g取10m/s2,求:

(1)物体由A滑到B所经历的时间t;

(2)物体在水平地面上还能滑行多远?(不计斜面和地面接触处的能量损耗)

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如图所示,质量为m的小物块放在长直水平面上,用水平细线紧绕在半径为R、质量为2m的薄壁圆筒上.t=0时刻,圆筒在电动机带动下由静止开始绕竖直中心轴转动,转动中角速度满足ω=β1tβ1为已知常数),物块和地面之间动摩擦因数为μ.求:

(1)物块做何种运动?请说明理由.

(2)物块运动中受到的拉力.

(3)从开始运动至t=t1时刻,电动机做了多少功?

(4)若当圆筒角速度达到ω0时,使其减速转动,并以此时刻为t=0,且角速度满足ω=ω0β2t(式中ω0β2均为已知),则减速多长时间后小物块停止运动?

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如图所示,在竖直平面内有一条1/4圆弧形轨道AB,其半径为R=1m,B点的切线方向恰好为水平方向.一个质量为m=lkg的小物体,从轨道顶端A点由静止开始沿轨道下滑,到达轨道末端B点时对轨道的压力为26N,然后做平抛运动,落到地面上的C点,若BC所连直线与水平方向夹角为θ,且tanθ=1.25

(不计空气阻力,g=10m/s2),求:

(1)物体在AB轨道上运动时阻力做的功;

(2)物体从B点开始到与BC直线相距最远所用的时间;

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某公司研发的新型家用汽车质量为1.5×103kg,发动机的额定功率为100kw

它在平直的测试公路上行驶的最大速度可达180km/h,现汽车在测试公路上由静止开始

以2m/s2的加速度做匀加速直线运动,若汽车受到的阻力恒定.求:

(1)汽车所受的阻力多大?

(2)这个匀加速直线运动可以维持多长的时间?

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