20．在光滑水平轉(zhuǎn)臺(tái)上開(kāi)有一小孔O，一根輕繩穿過(guò)小孔，一端拴一質(zhì)量為0.1kg的物體A，另一端連接質(zhì)量為1kg的物體B，如圖所示，已知O與A物間的距離為25cm，開(kāi)始時(shí)B物與水平地面接觸，設(shè)轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)過(guò)程中小物體A始終隨它一起運(yùn)動(dòng)g=10m/s2．問(wèn)：
（1）當(dāng)轉(zhuǎn)臺(tái)以角速度ω=4rad/s旋轉(zhuǎn)時(shí)，物B對(duì)地面的壓力多大？
（2）要使物B開(kāi)始脫離地面，則轉(zhuǎn)臺(tái)旋的角速度至少為多大？

分析 （1）對(duì)A分析，根據(jù)拉力提供向心力，結(jié)合牛頓第二定理求出繩子的拉力，隔離對(duì)B分析，抓住B的合力為零，結(jié)合共點(diǎn)力平衡求出支持力的大小，從而得出物體B對(duì)地面的壓力．
（2）要使物B開(kāi)始脫離地面，結(jié)合平衡得出繩子拉力，對(duì)A分析，根據(jù)牛頓第二定理求出轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)的最小角速度大小．

解答 解：（1）對(duì)A，運(yùn)用牛頓第二定律得，繩子的拉力T=mrω2=0.1×0.25×16N=0.4N，
對(duì)B受力分析有：Mg=T+F支
解得F支=Mg-T=10-0.4N=9.6N
所以F壓=9.6N．
（2）當(dāng)B受的支持力為零時(shí)，其將要離開(kāi)地面，根據(jù)mg=T′可知，T′=10N
對(duì)A有：T′=mrω′2，代入數(shù)據(jù)解得ω=20rad/s．
答：（1）當(dāng)轉(zhuǎn)臺(tái)以角速度ω=4rad/s旋轉(zhuǎn)時(shí)，物B對(duì)地面的壓力為9.6N；
（2）要使物B開(kāi)始脫離地面，則轉(zhuǎn)臺(tái)旋的角速度至少為20rad/s．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了牛頓第二定律和共點(diǎn)力平衡的基本運(yùn)用，知道A做圓周運(yùn)動(dòng)向心力的來(lái)源，通過(guò)牛頓第二定律進(jìn)行求解，難度不大．

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：多選題

10．如圖所示，虛線(xiàn)所圍矩形區(qū)域abcd內(nèi)充滿(mǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)（矩形邊線(xiàn)上無(wú)磁場(chǎng)）．現(xiàn)從ad邊的中點(diǎn)O處，某一粒子以大小為v的速度垂直于磁場(chǎng)射入、方向與ad邊夾角為45°時(shí)，其軌跡恰好與ab邊相切．若撤去磁場(chǎng)，在此矩形區(qū)域內(nèi)加豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)，使該粒子仍以大小為v的速度在O處垂直于電場(chǎng)方向射入，恰好從b點(diǎn)穿出．粒子重力不計(jì)，ad邊長(zhǎng)為l，ab邊長(zhǎng)為2l，則下列說(shuō)法中正確的是（　�。�
A．勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小與勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小之比為$\frac{4（2+\sqrt{2}）}{v}$
B．勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小與勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小之比為$\frac{4（2-\sqrt{2}）}{v}$
C．粒子穿過(guò)磁場(chǎng)和電場(chǎng)的時(shí)間之比為$\frac{5（2+\sqrt{2}）π}{16}$
D．粒子穿過(guò)磁場(chǎng)和電場(chǎng)的時(shí)間之比為$\frac{5（2-\sqrt{2}）π}{16}$

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：多選題

11．關(guān)于功率的概念，下列說(shuō)法正確的是（　�。�
A．功率是矢量，其方向與力的方向一致
B．發(fā)動(dòng)機(jī)銘牌上所標(biāo)注的功率為它的額定功率
C．汽車(chē)上坡時(shí)換成低擋位，其目的是減小速度得到較大的牽引力
D．汽車(chē)以恒定功率P運(yùn)動(dòng)，合外力對(duì)汽車(chē)所做功可表示為W=Pt

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：選擇題

8．如圖所示，一細(xì)桿與水桶相連，水桶中裝有水，水桶與細(xì)桿一起在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，已知，水的質(zhì)量m=0.5kg，水的重心到轉(zhuǎn)軸的距離L=90cm．（取g=10m/s2，不計(jì)空氣阻力）則（　�。�
A．水桶不管以多大的速度通過(guò)最高點(diǎn)，都會(huì)有水流出
B．若在最高點(diǎn)水不流出來(lái)，桶的最小速率為3m/s
C．若在最低點(diǎn)水桶的速率v=3m/s，水對(duì)桶底的壓力0
D．若在最低點(diǎn)水桶的速率v=5m/s，水對(duì)桶底的壓力$\frac{80}{9}$N

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：填空題

15．地球同步衛(wèi)星的周期是24h，與地球自轉(zhuǎn)周期相同．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：多選題

5．下列說(shuō)法中正確的是（　�。�
A．將一滴紅墨水滴入一盆清水中，不久整盆水都變紅了，這是因?yàn)榉肿娱g距離較大
B．做功和熱傳遞是改變物體內(nèi)能的兩種方式，但本質(zhì)是不同的
C．導(dǎo)熱性能各向同性的固體，一定不是單晶體
D．自行車(chē)打氣越打越困難主要是因?yàn)樘?nèi)氣體壓強(qiáng)增大而非分子間相互排斥的原因

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：填空題

12．如圖1所示是甲同學(xué)研究自感現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)電路圖，并用電流傳感器顯示出在t=1×10-3S時(shí)斷開(kāi)開(kāi)關(guān)前后一段時(shí)間內(nèi)各時(shí)刻通過(guò)線(xiàn)圈L的電流（如圖2）．已知電源電動(dòng)勢(shì)E=9V，內(nèi)阻不計(jì)，燈泡R1的阻值為9Ω，電阻R的阻值為2Ω．
a．開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，流過(guò)燈泡的電流方向右到左（“左到右”、“右到左”），該同學(xué)觀察到的現(xiàn)象為閃亮后慢慢熄滅．
b．線(xiàn)圈的直流電阻為4Ω．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：解答題

9．質(zhì)量是40kg的鐵錘從5m的高處落下，打在水泥樁上，跟水泥樁撞擊的時(shí)間是0.04s，撞擊結(jié)束鐵錘速度為0，求撞擊時(shí)鐵錘對(duì)樁的平均沖擊力大��？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：選擇題

10．一小船渡河，河寬d=150m，水流速度v1=3m/s，船在靜水中速度v2=5m/s，則下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（　�。�
A．渡河的最短時(shí)間為t=30s
B．渡河的最小位移為d=150m
C．以最小位移過(guò)河時(shí)，船頭與上游河岸之間的夾角為53°
D．船不可能垂直到達(dá)正對(duì)岸

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