一倾斜的匀质圆盘答案解析

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科目：gzwl 来源：高中物理复习题 题型：038

如图所示，电阻不计的金属圆盘，半径为r，在圆盘边缘的槽内绕有一根很长的轻质绳，绳端吊有一质量为m的物体，圆盘处于磁感强度为B．方向垂直盘面的匀强磁场中，在圆盘中心转轴O与边缘之间接有一个电阻R．现将物体由静止释放，则圆盘绕轴O转动的最大角速度是多少？(不计一切摩擦)

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10只相同的小圆轮并排水平紧密排列，圆心分别为O₁、O₂、O₃、…、O₁₀已知O₁O₁₀=3.6m，水平转轴通过圆心，圆轮绕轴顺时针转动的转速均为

4

π

r/s．现将一根长0 8m、质量为2.0kg的匀质木板平放在这些轮子的左端，木扳左端恰好与O₁竖直对齐，如下图所示，木板与轮缘间的动摩擦因数为0.16，不计轴与轮间的摩擦，g取10m/s²．试求：
（1）轮缘的线速度大小．
（2）木板在轮子上水平移动的总时间．
（3）轮在传送木板过程中所消耗的机械能．

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某兴趣小组用如图所示的装置进行实验研究．他们在水平桌面上固定一内径为d的圆柱形玻璃杯，杯口上放置一直径为

3

2

d，质量为m的匀质薄圆板，板上放一质量为2m的小物体．板中心、物块均在杯的轴线上，物块与板间动摩擦因数为μ，不计板与杯口之间的摩擦力，重力加速度为g，不考虑板翻转．
（1）对板施加指向圆心的水平外力F，设物块与板间最大静摩擦力为f_max，若物块能在板上滑动，求F应满足的条件．
（2）如果对板施加的由圆心指向外的水平恒力F，持续作用在薄圆板上，F满足什么条件才能使物块从板上掉下并落入杯中？

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A．一个有一定厚度的圆盘，可以绕通过中心垂直于盘面的水平轴转动，某同学用打点计时器来研究它由静止开始转动的情况．如图甲所示，纸带固定在待测圆盘的侧面上，使得圆盘转动时，纸带可以卷在圆盘侧面上．先让打点计时器开始打点，然后使圆盘由静止开始转动，得到如图乙的一段纸带，纸带上每两个相邻计数点间均有四个点未标出．已知圆盘半径r=5.50×10^-2m，交流电频率是50Hz，公式v=ω-r表示线速度和角速度的瞬时对应关系，则研究这段纸带会发现，在0-0.4秒这段时间内，圆盘的角速度变化特点是

 

；如果用类似于研究匀加速度运动的方法研究圆盘这段时间内的转动，那么描述圆盘角速度变化快慢的角加速度为

 

．

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如图所示，AB、CD为光滑水平轨道，DE是半径为R₁=0.3m的

1

4

光滑圆轨道，EF是半径为R₂=0.15m的

1

4

光滑圆轨道，两圆轨道连接处E为最高点．一块质量为M=1kg、长为l=4m的匀质板静止地放在轨道AB上，板的高度与BC高度相同，板的右端离BC的距离为L=2m，板上的左端有一质量m=1kg的物块（视为质点），物块与板的动摩擦因数为μ=0.5，现让物块以初速度v₀=8m/s向右运动，当板碰到BC时立即停止运动，物块能从板到轨道平滑地滑上到E点．（空气阻力不计，g=10m/s²）
（1）求物块在板上从左端滑到右端过程中由于滑动摩擦而产生的热量
（2）试判断物块在E点是否开始脱离轨道．

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（1）有一条质量均匀分布的长为L的绳子盘在水平地面上，现将它竖直向上拉起，当它的下端恰好离地时，它的重心位置升高了

1

2

L

1

2

L

；
（2）如图所示，把一边长为L的匀质立方体，绕bc棱翻倒，当AbcD平面处于竖直位置时，它的重心位置升高了

1

2

（

2

-1）L

1

2

（

2

-1）L

．

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10只相同的小圆轮并排水平紧密排列，圆心分别为O₁、O₂、O₃、…、O₁₀，已知O₁O₁₀=3.6m，水平转轴通过圆心，圆轮绕轴顺时针转动的转速均为

4

π

 r/s．现将一根长0.8m、质量为2.0kg的匀质木板平放在这些轮子的左端，木板左端恰好与O₁竖直对齐，如图所示，木板与轮缘间的动摩擦因数为0.16，不计轴与轮间的摩擦，g取10m/s²．试求：
（1）轮缘的线速度大小．
（2）木板在轮子上水平移动的总时间．
（3）轮在传送木板过程中所消耗的机械能．

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（2008•烟台一模）如图在竖直方向上的两个匀强磁场B₁和B₂中，各放入一个完全一样的水平金属圆盘a和b，它们可绕竖直轴自由转动，用导线将a盘中心与b盘边缘相连，b盘中心与a盘边缘相连，当a盘转动时，导线不动，则（　　）

A．b盘的转动方向总是和a盘相同

B．b盘的转动方向总是和a盘相反

C．若B₁B₂同向，b盘的转方向和a盘相同

D．若B₁B₂反向，b盘的转方向和a盘相同

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一水平放置、半径为r的金属圆盘绕过其圆心O的竖直轴在竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度ω匀速转动，盘边缘上固定一竖直的挡光片．盘转动时挡光片从一光电数字计时器的光电门的狭缝中经过，如图甲所示．乙为光电数字计时器的示意图．光源A中射出的光可照到B中的接收器上，若A、B间的光路被遮断，显示器C上可显示出光线被遮断的时间．

圆盘直径用20分度的游标卡尺测得，结果如图丙所示（只画了部分图）；挡光片的宽度用螺旋测微器测得，
结果如图丁所示（只画了部分图）．由图可知：
（1）圆盘的直径d为

24.815

24.815

cm；
（2）挡光片的宽度L为

9.970

9.970

mm；
（3）若光电数字计时器所显示的时间为t，则圆盘转动的角速度为

2L

dt

2L

dt

（用测量的已知字母表示）
（4）金属圆盘中心O与边缘的电压为

Bld

4t

Bld

4t

．（用字母B、d、L、t表示）

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科目：gzwl 来源：2011-2012学年江西省丰城中学高二年级期末考试物理卷 题型：实验题

、(8分)一水平放置、半径为r的金属圆盘绕过其圆心O的竖直轴在竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度ω匀速转动，盘边缘上固定一竖直的挡光片。盘转动时挡光片从一光电数字计时器的光电门的狭缝中经过，如图甲所示。乙为光电数字计时器的示意图。光源A中射出的光可照到B中的接收器上，若A、B间的光路被遮断，显示器C上可显示出光线被遮断的时间。

 
圆盘直径用20分度的游标卡尺测得，结果如图丙所示(只画了部分图)；挡光片的宽度用螺旋测微器测得，结果如图丁所示(只画了部分图)。由图可知：
(1) 圆盘的直径d为________cm；
(2) 挡光片的宽度l为________mm；
(3) 若光电数字计时器所显示的时间为50.0ms，则圆盘转动的角速度为       rad/s
(保留3位有效数字)。
(4) 金属圆盘中心O与边缘的电压为           。(用字母B、d、ω表示)

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科目：gzwl 来源：2012年人教版高中物理必修一3.1重力、基本相互作用练习卷（解析版） 题型：计算题

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