[题目]图甲.乙分别为一把湿雨伞的侧面和俯视投影图．当雨伞绕着中心轴线旋转并达到一定的角速度时.伞边缘的雨滴就会沿边缘切线方向甩出去．设质量为m的雨滴的径向附着力最大为F0.雨伞投影半径为r.O点离地面高度为h.不计空气阻力.重力加速度为g.(1)要使雨滴能被甩出去.雨伞的角速度至少为多大?(2)A.B两个质量都为m的雨滴所夹的圆心角为� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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【题目】图甲、乙分别为一把湿雨伞的侧面和俯视投影图．当雨伞绕着中心轴线旋转并达到一定的角速度时，伞边缘的雨滴就会沿边缘切线方向甩出去．设质量为m的雨滴的径向附着力最大为F0，雨伞投影半径为r，O点离地面高度为h，不计空气阻力，重力加速度为g.

（1）要使雨滴能被甩出去，雨伞的角速度至少为多大？

（2）A、B两个质量都为m的雨滴所夹的圆心角为θ(弧度制，θ<π)，同时被甩出后，落到地面上的印迹间的距离至少为多大？

【答案】（1）（2）

【解析】试题分析：根据附着力充当向心力来求角速度的大小；根据高度求出平抛运动的时间，结合初速度和时间求出水平距离，通过几何关系求出伞面边缘上甩出去的水滴落在水平地面上形成的圆的半径。

（1）当径向附着力刚好提供向心力时，是雨滴甩出的临界条件：

根据牛顿第二定律可得：

解得：

（2）A、B甩出的线速度大小都为v、下落时间为t、甩出点到落点的水平距离都为s
落点到伞柄中心轴的距离为R、两落点的间距为x 则：
速度为：v=ωr
甩出后作平抛运动，则有： s=vt

根据几何关系：

联立解得：

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C、由图象可以知道A相对小车B的位移，根据能量守恒得：

，根据B中求得质量关系，可以解出动摩擦因数，故C正确；
D、由于小车B的质量不可知，故不能确定小车B获得的动能，故D错误。

点睛：本题主要考查了动量守恒定律、能量守恒定律的直接应用，要求同学们能根据图象得出有效信息。

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【结束】
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