10.如圖所示,固定直桿與豎直方向成θ角,一質(zhì)量為m的圓環(huán)套在直桿上,現(xiàn)施加一水平向右的大小為F的作用力,使其環(huán)沿桿勻速下滑,求:
(1)桿對環(huán)的彈力大小,并討論其可能的方向所滿足的條件;
(2)環(huán)與桿的動(dòng)摩擦因數(shù).

分析 (1)假設(shè)桿對環(huán)的彈力垂直于桿向上,沿桿和垂直于桿方向建立坐標(biāo)系,根據(jù)垂直于桿子方向受力平衡列式求解;
(2)根據(jù)沿著桿子方向受力平衡列式求解動(dòng)摩擦因數(shù).

解答 解:(1)假設(shè)桿對環(huán)的彈力垂直于桿向上,沿桿和垂直于桿方向建立坐標(biāo)系,則有:mgsinθ=N+Fcosθ
解得:N=mgsinθ-Fcosθ
當(dāng)mgsinθ>cosθF時(shí),N垂直于桿向上,此時(shí)N=mgsinθ-Fcosθ
當(dāng)mgsinθ<Fcosθ時(shí),N垂直于桿向下,此時(shí)N=Fcosθ-mgsinθ
( 2)沿著桿子方向有:mgcosθ+Fsinθ=f
又:f=μN(yùn)
聯(lián)立解得:$μ=\frac{mgcosθ+Fsinθ}{mgsinθ-Fcosθ}$
或$μ=\frac{mgcosθ+Fsinθ}{Fcosθ-mgsinθ}$
答:(1)桿對環(huán)的彈力大小為mgsinθ-Fcosθ,當(dāng)mgsinθ>cosθF時(shí),N垂直于桿向上,此時(shí)N=mgsinθ-Fcosθ,當(dāng)mgsinθ<Fcosθ時(shí),N垂直于桿向下,此時(shí)N=Fcosθ-mgsinθ;
(2)環(huán)與桿的動(dòng)摩擦因數(shù)為$\frac{mgcosθ+Fsinθ}{Fcosθ-mgsinθ}$或者$\frac{mgcosθ+Fsinθ}{mgsinθ-Fcosθ}$.

點(diǎn)評(píng) 本題要分兩種情況對物體受力分析,然后根據(jù)平衡條件列方程求解,關(guān)鍵是分情況討論.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

20.關(guān)于電場強(qiáng)度的下列說法中正確的是( 。
A.電場中某點(diǎn)的場強(qiáng)方向與放入該點(diǎn)的試探電荷所受電場力方向相同
B.在等量異種電荷的電場中,兩電荷連線中點(diǎn)處的電場強(qiáng)度最大
C.在等量異種電荷的電場中,從兩電荷連線中點(diǎn)沿其中垂直線向外場強(qiáng)越來越小
D.在等量同種電荷的電場中,從兩電荷連線中點(diǎn)沿其中垂直線向外場強(qiáng)越來越大

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

1.如圖所示,半徑R=0.80m的$\frac{1}{4}$光滑圓弧軌道豎直固定,過最低點(diǎn)的半徑OC處于豎直位置,其右方有底面半徑r=0.2m的轉(zhuǎn)筒,轉(zhuǎn)筒頂端與C等高,下部有一小孔,距頂端h=1m,轉(zhuǎn)筒的軸線與圓弧軌道在同一豎直平面內(nèi),開始時(shí)小孔也在這一平面內(nèi)的圖示位置.現(xiàn)使一質(zhì)量m=0.1kg的小物塊自A點(diǎn)由靜止開始下落后打在圓弧軌道上的B點(diǎn)但不反彈,在瞬間碰撞過程中,小物塊沿半徑方向的分速度立刻減為0,沿切線方向的分速度不變.此后,小物塊沿圓弧軌道滑下,到達(dá)C點(diǎn)時(shí)觸動(dòng)光電裝置,使轉(zhuǎn)筒立刻以某一角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)起來,且小物塊最終正好進(jìn)入小孔.已知A、B到圓心O的距離均為R,與水平方向的夾角均為θ=30°,不計(jì)空氣阻力,g取l0m/s2,求:
(1)小物塊剛下落到B點(diǎn)時(shí),在與B點(diǎn)碰撞前的瞬時(shí)速度的大小;
(2)小物塊到達(dá)C點(diǎn)時(shí)受到軌道的支持力的大小;
(3)轉(zhuǎn)筒軸線距C點(diǎn)的距離L;
(4)轉(zhuǎn)筒轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω.

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

18.如圖所示為半徑R=0.45m的四分之一光滑圓弧軌道AB,底端B距水平地面的高h(yuǎn)=0.45m.有一質(zhì)量為m=1.0kg的可視為質(zhì)點(diǎn)的小滑塊從圓弧軌道頂端A由靜止釋放.忽略空氣的阻力.取g=10m/s2.求:
(1)小滑塊在圓弧軌道底端B點(diǎn)受到的支持力大小FN;
(2)小滑塊飛出B點(diǎn)后的水平射程x.

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

5.如圖所示,在傾角為θ的固定光滑斜面上,質(zhì)量為m的物體受外力F1和F2的作用,F(xiàn)1方向水平向右,F(xiàn)2方向豎直向上.若物體靜止在斜面上,則下列關(guān)系正確的是( 。
A.F1sinθ+mgcosθ=F2cosθB.F1cosθ+F2sinθ=mgsinθ
C.F2<mgD.F2≤mg

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

5.如圖所示,繞豎直軸OO′勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的水平圓盤上放置質(zhì)量相等的A、B兩個(gè)小物塊,A、B到豎直軸OO′的距離不同,且始終相對于圓盤靜止,則兩物塊( 。
A.線速度相同B.角速度相同
C.向心力相同D.所受的靜摩擦力相同

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

12.在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中,下列說法或做法正確的是( 。ㄟx填字母代號(hào))
A.選用質(zhì)量大的重錘可減小實(shí)驗(yàn)誤差
B.實(shí)驗(yàn)結(jié)果總是動(dòng)能增加量略大于勢能減少量
C.手提紙帶,先松開紙帶,再接能電源,利于數(shù)據(jù)的采集和處理
D.可不考慮前面較密集的點(diǎn),選取某個(gè)清晰的點(diǎn)作為起始運(yùn)動(dòng)點(diǎn)處理紙帶,驗(yàn)證mgh=$\frac{1}{2}$mv2是否成立

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

9.一小石子從高為10m處自由下落,經(jīng)一段時(shí)間后小石子的動(dòng)能恰好等于它的重力勢能(以地面為參考平面),g=10m/s2,則該時(shí)刻小石子的速度大小為( 。
A.5m/sB.10m/sC.15m/sD.20m/s

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

10.(1)在做測定金屬電阻率的實(shí)驗(yàn)中,待測金屬的阻值約為5Ω.
①某同學(xué)先通過螺旋測微器測量一薄的金屬圓片厚度,如圖1所示,則螺旋測微器所示金屬圓片厚度的測量值為3.471mm.
②實(shí)驗(yàn)室準(zhǔn)備用來測量該電阻值的實(shí)驗(yàn)器材除開關(guān)及若干導(dǎo)線外,還有:
電壓表V1:(量程0-3V,內(nèi)電阻約為15kΩ);
電壓表V2:(量程0-15V,內(nèi)電阻約為75kΩ);
電壓表A1:(量程0-3A,內(nèi)電阻約為0.2Ω);
電壓表A2:(量程0-600mA,內(nèi)電阻約為3Ω);
滑動(dòng)變阻器R1:(最大阻值為10Ω,額定電流為2.0A);
滑動(dòng)變阻器R2:(最大阻值為1000Ω,額定電流為0.5A);
直流電源、電池組E(電動(dòng)勢為3V,內(nèi)電阻約為0.3Ω);
正常實(shí)驗(yàn)中為減少測量誤差,且電表讀數(shù)從零開始變化,并能多測幾組電流、電壓值,以便畫出電流-電壓的關(guān)系圖線,則電壓表應(yīng)選用V1(填實(shí)驗(yàn)器材的代號(hào)),電流表應(yīng)選用A2(填實(shí)驗(yàn)器材的代號(hào)),滑動(dòng)變阻器選用R1(填實(shí)驗(yàn)器材的代號(hào)).
③這位同學(xué)在一次測量時(shí),電流表、電壓表的示數(shù)如圖2所示,由圖中電流表、電壓表的讀數(shù)可計(jì)算出待測金屬的電阻為5.2Ω.(結(jié)果精確到小數(shù)點(diǎn)后一位)
(2)在測定電源電動(dòng)勢和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中:
①某同學(xué)按如圖3甲所示電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn),在圖3乙中部分導(dǎo)線已連接,請用筆畫代替導(dǎo)線將電路補(bǔ)充完整,要求變阻器滑至最左端時(shí),其使用電阻值最大.
②該同學(xué)根據(jù)正確的實(shí)驗(yàn)測量作出如圖3丙中的U-I圖象,由該圖象可求出被測干電池的電動(dòng)勢E=1.4V,內(nèi)電阻r=0.67Ω.(保留兩位有效數(shù)字).

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