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如圖,圓形水平轉檯半徑R=0.5m,上表面離水平地面的高度H=l.25m,小物塊A位於轉檯邊緣,與轉檯中心O距...

練習題8.73K

問題詳情:

如圖,圓形水平轉檯半徑R=0. 5m,上表面離水平地面的高度H=l.25m,小物塊A位於轉檯邊緣,與轉檯中心O距離r=0.3m的小物塊B用水平細線與過O點的豎直轉

軸相連,A、B能隨轉檯一起繞轉軸轉動,當轉檯的角速度ω=4rad/s時,物塊A剛好要滑離轉檯、細線斷裂,此時轉檯立即停止轉動,設物塊所受的最大靜摩擦力等於滑動摩擦力,小物塊B與轉檯的動摩擦因素μB=0.1,取g= l0m/s2.求:

如圖,圓形水平轉檯半徑R=0.5m,上表面離水平地面的高度H=l.25m,小物塊A位於轉檯邊緣,與轉檯中心O距... 

(1)小物塊A與轉檯間的動摩擦因數μ;

(2)小物塊B落地點離轉檯中心O的水平距離L.


【回答】

(1)轉檯對物塊A的靜摩擦力提供物塊A做圓周運動的向心力,當物塊A剛要滑離轉檯時,轉檯對物塊A的靜摩擦力達到最大值,此時有:

                                         μAmAg=m Aω2R                   ①(2分)

代入資料解得:                       μA=0.8                            (2分)

(2)設細線斷裂時物塊B的線速度大小為v0,由圓周運動的規律有:

                                                v0=ωr                          ②(1分)

細線斷裂後,物塊B在轉檯上作勻減速運動,設加速度大小為a,位移為s1,滑出轉檯時的速度大小為v1,由牛頓第二定律有:μBmBg=mBa                                      ③(1分)

由幾何關係有:                     r2+s12=R2                                ④(1分)

由運動學方程有:                v02- v12=2as                      ⑤(1分)

物塊B滑離轉檯後在空中作平拋運動,

豎直方向上有:                     H=如圖,圓形水平轉檯半徑R=0.5m,上表面離水平地面的高度H=l.25m,小物塊A位於轉檯邊緣,與轉檯中心O距... 第2張                        ⑥(1分)

水平方向上有:                       s2 =v1t                          ⑦(1分)

由幾何關係可知:            (s1+ s2)2+ r2= L2                         ⑧(1分)

由②~⑧式可得:                  L=如圖,圓形水平轉檯半徑R=0.5m,上表面離水平地面的高度H=l.25m,小物塊A位於轉檯邊緣,與轉檯中心O距... 第3張m                          (1分)

知識點:生活中的圓周運動

題型:計算題