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【题目】如图所示,半径为R的半球形陶罐,固定在可以绕竖直轴旋转的水平转台上,转台转轴与过陶罐球心O的对称轴重合,转台以一定角速度匀速旋转,一质量为m的小物块落入陶罐内,经过一段时间后,小物块随陶罐一起转动且相对罐壁静止,它和O点的连线与之间的夹角60°。已知重力加速度大小为,小物块与陶罐之间的最大静摩擦力大小为

1)若小物块受到的摩擦力恰好为零,求此时的角速度

(2)若小物块一直相对陶罐静止,求陶罐旋转的角速度的取值范围。

【答案】12

【解析】

1)当摩擦力为零,支持力和重力的合力提供向心力,如图,有:

解得:

(2)ωω0时,重力和支持力的合力不够提供向心力,当角速度最大时,摩擦力方向沿罐壁切线向下达最大值,受力分析如图,设此最大角速度为ω1,由牛顿第二定律得:

联立解得:

ω<ω0时,重力和支持力的合力大于所需向心力,摩擦力方向沿罐壁切线向上,当角速度最小时,摩擦力向上达到最大值,设此最小角速度为ω2

由牛顿第二定律得,

联立三式解得

综述,陶罐旋转的角速度范围为

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】在做用油膜法估测分子大小的实验时,油酸酒精溶液的浓度为每溶液中有纯油酸用注射器测得上述溶液有40,把一滴该溶液滴入盛水的表面撒有痱子粉的浅盘里,待水面稳定后测得油酸膜的近似轮廓如图所示,图中正方形小方格的边长为保留2位有效数学),求:

(1)油酸膜的面积是_______________

(2)根据上述数据,你估测出油酸分子的直径是____________m。

(3)某同学在本实验中,计算结果明显偏小,可能是由于________

A.油酸未完全散开

B.油酸中含有大量酒精

C.计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格

D.在向量筒中滴入1mL油酸酒精溶液时,滴数多数了10

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】某物理小组利用如图所示的装置研究平抛运动。他们用小锤打击弹性金属片,A球水平抛出,同时B球松开,自由下落,并观察到两小球同时落地。关于该实验,下列说法中正确的是_________

A.若只改变装置的高度,多次实验,则能说明A球在水平方向做匀速直线运动

B.若只改变小锤的打击力度,多次实验,则能说明A球在水平方向做匀速直线运动

C.若只改变装置的高度,多次实验,则能说明A球在竖直方向做自由落体运动

D.若只改变小锤的打击力度,多次实验,则能说明A球在竖直方向做自由落体运动

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】在追寻科学家研究足迹的过程中,某同学为探究恒力做功和物体动能变化间的关系,采用了如图1所示的实验装置。

(1)实验时,该同学用钩码的重力表示小车受到的合力,为了减小这种做法带来的实验误差,你认为应该采取的措施是_________

A.保证钩码的质量远大于小车的质量

B.选取打点计时器所打第1点与第2点间的距离约为2 mm的纸带来处理数据

C.把长木板不带滑轮的一端适当垫高以平衡摩擦力

D.必须先接通电源再释放小车

(2)如图2所示是实验中得到的一条纸带,其中ABCDEF是连续的六个计数点,相邻计数点间的时间间隔为T,相邻计数点间的距离已在图中标出,测出小车的质量为M,钩码的总质量为m。从打B点到打E点的过程中,合力对小车做的功是___________,小车动能的增量是____________。(用题中和图中的物理量符号表示)

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】图(甲)所示,弯曲部分ABCD是两个半径相等的圆弧,中间的BC段是竖直的薄壁细圆管(细圆管内径略大于小球的直径),细圆管分别与上、下圆弧轨道相切连接,BC段的长度L可作伸缩调节.下圆弧轨道与地面相切,其中DA分别是上、下圆弧轨道的最高点与最低点,整个轨道固定在竖直平面内.一小球多次以某一速度从A点水平进入轨道而从D点水平飞出.今在AD两点各放一个压力传感器,测试小球对轨道AD两点的压力,计算出压力差△F.改变BC间距离L,重复上述实验,最后绘得△F-L的图线如图(乙)所示,(不计一切摩擦阻力,g10m/s2),试求:

1)某一次调节后D点离地高度为08m.小球从D点飞出,落地点与D点水平距离为24m,小球通过D点时的速度大小

2)小球的质量和弯曲圆弧轨道的半径大小

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】某同学在探究弹力和弹簧伸长的关系的实验中,测得图中弹簧OC的劲度系数为500 N/m。如图甲所示,用弹簧OC和弹簧秤ab探究求合力的方法实验。在保持弹簧伸长1.00 cm不变的条件下。

(1)若弹簧秤ab间夹角为90°,弹簧秤a的读数是______N(图乙中所示),则弹簧秤b的读数可能为________N。

(2)若弹簧秤ab间夹角大于90°,保持弹簧秤a与弹簧OC的夹角不变,减小弹簧秤b与弹簧OC的夹角,则弹簧秤a的读数________、弹簧秤b的读数________(变大”“变小不变”)。

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【题目】如图所示两个不带电的导体 A B,用一对绝缘柱支持使它们彼此接触。把一带正电 荷的物体 C 置于 A 附近贴在 A、B 下部的金属箔片都张开,则

A. 此时 A 带正电,B 带负电

B. 移去 C,贴在 A、B 下部的金属箔片将闭合

C. 先把 A B 分开然后再移去 C,贴在 A、B 下部的金属箔片仍然张开

D. 先把 A B 分开然后再移去 C,贴在 A、B 下部的金属箔片将闭合

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图所示,MN为两个固定的等量同种正电荷,在其连线的中垂线上的P点由静止释放一负电荷(忽略重力),下列说法中正确的是

A. PO,可能加速度越来越小,速度越来越大

B. PO,可能加速度先变大变小,速度越来越大

C. 越过O点后,可能加速度一直变大,速度一直减小

D. 越过O点后,可能加速度一直变小,速度一直减小

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】某滑板爱好者在离地h=1.25m高的平台上滑行,从平台边缘A点滑出后作平抛运动,落在水平地面上的B点,其水平位移s1=4.5m。着地瞬间竖直速度变为0,水平速度不变,沿水平地面继续滑行s2=27m后停止。已知人与滑板的总质量m=60kg,不计空气阻力,g10m/s2。求:

(1)人与滑板滑出平台时的水平初速度;

(2)人与滑板在水平地面滑行时受到的阻力大小;

(3)人与滑板从平台滑出到停止所用的总时间。

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