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如图所示,将质量m=0.1kg的圆环套在固定的水平直杆上。环的直径略大于杆的截面直径。环与杆间动摩擦因数m=0.8。对环施加一位于竖直平面内斜向上,与杆夹角q=53°的拉力F,使圆环以a=4.4m/s2的加速度沿杆运动,求F的大小。(取sin53°=0.8,cos53°=0.6,g=10m/s2)。

试题分析:令,解得。当时,环与杆的上部接触,受力如图。

由牛顿第二定律,
联立解得:
代入数据得
时,环与杆的下部接触,受力如图。
由牛顿第二定律,
联立解得:
代入数据得
练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题


根据玻尔理论,电子绕氢原子核运动可以看作是仅在库仑引力作用下的匀速圆周运动,已知电子的电荷量为e,质量为m,电子在第1轨道运动的半径为r1,静电力常量为k。
(1)电子绕氢原子核做圆周运动时,可等效为环形电流,试计算电子绕氢原子核在第1轨道上做圆周运动的周期及形成的等效电流的大小;
(2)氢原子在不同的能量状态,对应着电子在不同的轨道上绕核做匀速圆周运动,电子做圆周运动的轨道半径满足rn=n2r1,其中n为量子数,即轨道序号,rn为电子处于第n轨道时的轨道半径。电子在第n轨道运动时氢原子的能量En为电子动能与“电子-原子核”这个系统电势能的总和。理论证明,系统的电势能Ep和电子绕氢原子核做圆周运动的半径r存在关系:Ep=-k(以无穷远为电势能零点)。请根据以上条件完成下面的问题。
①试证明电子在第n轨道运动时氢原子的能量En和电子在第1轨道运动时氢原子的能量E1满足关系式
②假设氢原子甲核外做圆周运动的电子从第2轨道跃迁到第1轨道的过程中所释放的能量,恰好被量子数n=4的氢原子乙吸收并使其电离,即其核外在第4轨道做圆周运动的电子脱离氢原子核的作用范围。不考虑电离前后原子核的动能改变,试求氢原子乙电离后电子的动能。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

已知地球绕太阳公转的轨道半径为r,周期为t,哈雷彗星绕太阳转动一周的时间为T.设哈雷彗星的彗核到太阳的最近距离为R1,求它到太阳的最远距离R2.若T=76t,并设R1=r,则R2的具体估算结果是多少?(用地球公转轨道半径r表示)

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示.一轻质弹簧一端系在墙上的O点,自由伸长到B点,今用一小物体m把弹簧压缩到A点,然后释放,小物体能运动到C点静止,物体与水平地面间的动摩擦因数恒定,试判断下列说法正确的是(   )
A.物体从A到B速度越来越大,从B到C速度越来越小
B.物体从A到B速度越来越小,从B到C加速度不变
C.物体从A到B先加速后减速,从B到C一直减速运动
D.物体在B点受合外力为零

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,劲度系数k=20.0N/m的轻质水平弹簧右端固定在足够长的水平桌面上,左端系一质量为M=2.0kg的小物体A,A左边所系轻细线绕过轻质光滑的定滑轮后与轻挂钩相连。小物块A与桌面的动摩擦因数μ=0.15,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现将一质量m=1.0kg的物体B挂在挂钩上并用手托住,使滑轮右边的轻绳恰好水平伸直,此时弹簧处在自由伸长状态。释放物体B后系统开始运动,取g=10m/s2

(1)求刚释放时物体B的加速度a;
(2)求小物块A速度达到最大时弹簧的伸长量x1
(3)已知弹簧弹性势能,x为弹簧形变量,求整个过程中小物体A克服摩擦力年做的总功W。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

一物体静止在粗糙水平地面上,现用一大小为F1的水平拉力拉动物体,经过一段时间后其速度变为v,若将水平拉力的大小改为F2,物体从静止开始经过同样的时间后速度变为2v,对于上述两个过程,用分别表示拉力F1、F2所做的功,分别表示前后两次克服摩擦力所做的功,则( )
A.B.-
C.D.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,高台的上面有一竖直的圆弧形光滑轨道,半径R=m,轨道端点B的切线水平。质量M="5" kg的金属滑块(可视为质点)由轨道顶端A由静止释放,离开B点后经时间t="1" s撞击在斜面上的P点。已知斜面的倾角=37o,斜面底端C与B点的水平距离x0="3" m。g取10 m/s2,sin37o =0.6,cos37o =0.8,不计空气阻力。

⑴求金属滑块M运动至B点时对轨道的压力大小
⑵若金属滑块M离开B点时,位于斜面底端C点、质量m="1" kg的另一滑块,在沿斜面向上的恒定拉力F作用下由静止开始向上加速运动,恰好在P点被M击中。已知滑块m与斜面间动摩擦因数0.25,求拉力F大小
⑶滑块m与滑块M碰撞时间忽略不计,碰后立即撤去拉力F,此时滑块m速度变为4 m/s,仍沿斜面向上运动,为了防止二次碰撞,迅速接住并移走反弹的滑块M,求滑块m此后在斜面上运动的时间

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(1 6分)在某项娱乐活动中,要求质量为m的物体轻放到水平传送带上,当物体离开水平传送带后恰好落到斜面的顶端,且此时速度沿斜面向下。斜面长度为l=2.75m,倾角为=37°,斜面动摩擦因数1=0.5。传送带距地面高度为h=2.1m,传送带的长度为L= 3m,传送带表面的动摩擦因数2=0.4,传送带一直以速度v传= 4m/s逆时针运动,g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。求:
(1)物体落到斜面顶端时的速度;
(2)物体从斜面的顶端运动到底端的时间;
(3)物体轻放在水平传送带的初位置到传送带左端的距离应该满足的条件。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

在光滑水平面上有一物块始终受水平恒力F的作用而运动,在其正前方固定一个足够长的轻弹簧,如图,当物块与弹簧接触后向右运动的过程中,下列说法正确的是
A.物块接触弹簧后即做减速运动
B.物块接触弹簧后先加速后减速
C.当弹簧处于压缩量最大时,物块的加速度等于零
D.当物块的速度为零时,它所受的合力为零

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