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如图所示,半径r=0.2m的两圆柱体A和B由电动机带动同方向逆时针匀速转动,角速度ω=8rad/s,两圆柱体转轴互相平行且在同一个水平面上,相距d=1.6m,质量均匀且m=50kg的木板长L>2d,与圆柱体间的动摩擦因数μ=0.16,t=0时板无初速度放到两圆柱体上,重心恰在A的轴线正上方,g取10m/s2
(1)板由静止运动到重心恰在B的轴线正上方需多长时间?
(2)此时间内由于板与圆柱体摩擦产生的热量是多少?

解:(1)开始时木板的速度小于圆柱体边缘的线速度,
木板受滑动摩擦力f=μN=μmg
木板向左的加速度为
木板达到与圆柱体边缘同速v=ωr=1.6m/s,
需用时
此1s内木板向左的位移是
此后木板与圆柱体边缘无相对滑动,木板做匀速直线运动,重心到达B的上方还需用时
故木板从静止开始到重心在B的上方共用时
(2)木板与圆柱体的相对位移
产生热量Q=μmg△s=64J
答:(1)板由静止运动到重心恰在B的轴线正上方需1.5s.
(2)此时间内由于板与圆柱体摩擦产生的热量是64J.
分析:(1)木板放上后先做匀加速直线运动,然后做匀速直线运动,结合牛顿第二定律和运动学公式求出板由静止运动到重心恰在B的轴线正上方所需的时间.
(2)求出木板与圆柱体间的相对路程,结合Q=f△s求出产生的热量.
点评:解决本题的关键理清木板的运动情况,结合牛顿第二定律和运动学公式进行求解.
练习册系列答案
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(2011?淮安三模)如图所示,半径R=0.4m的圆盘水平放置,绕竖直轴OO′匀速转动,在圆心O正上方h=0.8m高处固定一水平轨道PQ,转轴和水平轨道交于O′点.一质量m=1kg的小车(可视为质点),在F=4N的水平恒力作用下,从O′左侧x0=2m处由静止开始沿轨道向右运动,当小车运动到O′点时,从小车上自由释放一小球,此时圆盘半径OA与x轴重合.规定经过O点水平向右为x轴正方向.小车与轨道间的动摩擦因数μ=0.2,g取10m/s2.求:
(1)若小球刚好落到A点,求小车运动到O′点的速度.
(2)为使小球刚好落在A点,圆盘转动的角速度应为多大.
(3)为使小球能落到圆盘上,求水平拉力F作用的距离范围.

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(2005?广东)如图所示,半径R=0.40m的光滑半圆环轨道处于竖直平面内,半圆环与粗糙的水平地面相切于圆环的端点A.一质量m=0.10kg的小球,以初速度v0=7.0m/s在水平地面上向左作加速度a=3.0m/s2的匀减速直线运动,运动4.0m后,冲上竖直半圆环,最后小球落在C点.求A、C间的距离(取重力加速度g=10m/s2).

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(1)小物块到达B点时对轨道的压力大小;
(2)转筒轴线距B点的距离L;
(3)转筒转动的角速度ω

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A、v0≤4m/s可以使小球不脱离轨道
B、v0≥4
2
m/s可以使小球不脱离轨道
C、设小球能在圆轨道中做完整的圆周运动,在最低点与最高点对轨道的压力之差为24N
D、设小球能在圆轨道中做完整的圆周运动,在最低点与最高点对轨道的压力之差为20N

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,(sin37°=0,6,cos37°=0.8,g=l0m/s2),求:
(1)小物块Q的质量m2
(2)剪断细线,物块P第一次过M点的速度大小;
(3)剪断细线,物块P第一次过M点后0.3s到达K点(未画出),求MK间距大小;
(4)物块P在MN斜面上滑行的总路程.

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