[探究]一根長為L的均勻細桿可以繞通過其一端的水平軸O在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，桿最初處于水平位置，桿上距O為a處放有小物體(可視為質(zhì)點)，桿與其上小物體最初均處于靜止狀態(tài)，如圖所示，若此桿突然以角速度ω繞O軸轉(zhuǎn)動，問當(dāng)ω取什么值時，小物體與桿可能相碰？

答案：
解析：

　　[案例]物體相遇的條件是在相同的時間內(nèi)物體的路程或位移相等．本題中是物體自由下落的位移與由于桿的轉(zhuǎn)動而引起的相同時間內(nèi)的桿的兩位置與B所在豎直線交點間的距離相等，從圖(a)中看出，此最大距離為BD長，即atanθ1．物體做自由落體運動，起始速度較小，速度逐漸變大．而桿在勻速轉(zhuǎn)動，在相同時間內(nèi)，BC大于自由落體高度，當(dāng)兩者相等時則相遇，相遇的最大距離為BD，即為ω的最大值．若ω再增大時，當(dāng)物體落至D點時，桿已轉(zhuǎn)過OD位置．則此時不可能相碰，但當(dāng)ω再增大時，即在物體沒有到達D之前桿可能再次轉(zhuǎn)入∠AOD區(qū)域．這種情況物體與桿也能相碰，這種情況相遇的最長時間是在D點相遇，此時的ω為這種情況的最小值，只要ω大于該值均能在∠AOD區(qū)域內(nèi)相碰，如圖(b)．

　　


練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（1）某同學(xué)用如圖1所示裝置探究小車的加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系，實驗中，他把鉤碼重力當(dāng)作小車受到的合力．①為減小把鉤碼的重力當(dāng)作小車受到的合力而帶來的誤差，實驗中，除了拉小車的細線與長木板平行外．①還應(yīng)采取的措施有：
 
 
．（填兩條）
②木塊從靜止開 始運動，利用打點計時器在紙帶上記錄木塊的運動情況，如圖2所示，其中O點為紙帶上記錄到的第一點．A、B、C是該同學(xué)在紙帶上所取的一些點，下圖所標明的數(shù)據(jù)為A、B、C各點到O點的距離，已知打點計時器所用交流電源頻率f=50Hz，木塊運動的加速度a=
 
m/s2．（計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）
精英家教網(wǎng)
（2）有一根長陶瓷管，其表面均勻地鍍有一層很薄的電阻膜，管的兩端有導(dǎo)電箍M和N，如圖3所示．用多用表電阻檔測得MN間的電阻膜的電阻約為100Ω，陶瓷管的直徑遠大于電阻膜的厚度．某同學(xué)利用下列器材設(shè)計了一個測量該電阻膜厚度d的實驗．
A．刻度尺（最小分度為mm）；  B．游標卡尺；
C．電流表A1（量程0～300mA，內(nèi)阻約0.2Ω）；
D．電流表A2 （量程0～100mA，內(nèi)阻約0.6Ω）；
E．電壓表V1 （量程10V，內(nèi)阻約5kΩ）；
F．電壓表V2 （量程5V，內(nèi)阻約3kΩ）；
G．滑動變阻器R1 （阻值范圍0～30Ω，額定電流1.5A）；
H．滑動變阻器R2 （阻值范圍0～1.5KΩ，額定電流1A）；
I．電源E （電動勢9V，內(nèi)阻可不計）；     J．開關(guān)一個，導(dǎo)線若干．
①他用毫米刻度尺測出電阻膜的長度為l，用游標卡尺測量該陶瓷管的外徑D．
②為了比較準確地測量電阻膜的電阻，且調(diào)節(jié)方便，實驗中應(yīng)選用電流表
 
，電壓表
 
，滑動變阻器
 
．（填寫器材前面的字母代號）
③在答題卷方框內(nèi)畫出測量電阻膜的電阻R的實驗電路圖．
④若電壓表的讀數(shù)為U，電流表的讀數(shù)為I，鍍膜材料的電阻率為ρ，計算電阻膜厚度d （d遠小于D）的表達式為：d=
 
（用所測得的量和已知量的符號表示）．

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科目：高中物理 來源：2012屆浙江省普通高等學(xué)校招生仿真理科綜合物理試卷（帶解析） 題型：實驗題

（10分）在“探究單擺擺長與周期關(guān)系”的實驗中，某同學(xué)的主要操作步驟如下：
A．取一根符合實驗要求的擺線，下端系一金屬小球，上端固定在O點；
B．在小球靜止懸掛時測量出O點到小球球心的距離l；
C．拉動小球使細線偏離豎直方向一個不大的角度（約為5°），然后由靜止釋放小球；
D．用秒表記錄小球完成n次全振動所用的時間t。
①用所測物理量的符號表示重力加速度的測量值，其表達式為g=         ；
②若測得的重力加速度數(shù)值大于當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣鹊膶嶋H值，造成這一情況的原因可能是       
（選填下列選項前的序號）
A、測量擺長時，把擺線的長度當(dāng)成了擺長
B、擺線上端未牢固地固定于O點，振動中出現(xiàn)松動，使擺線越擺越長
C、測量周期時，誤將擺球（n-1）次全振動的時間t記為了n次全振動的時間，并由計算式T=t/n求得周期
D、擺球的質(zhì)量過大
③在與其他同學(xué)交流實驗方案并糾正了錯誤后，為了減小實驗誤差，他決定用圖象法處理數(shù)據(jù)，并通過改變擺長，測得了多組擺長l和對應(yīng)的周期T，并用這些數(shù)據(jù)作出T2-l圖象如圖甲所示。若圖線的斜率為k，則重力加速度的測量值g=       。

④這位同學(xué)查閱資料得知，單擺在最大擺角q較大時周期公式可近似表述為。為了用圖象法驗證單擺周期T和最大擺角q的關(guān)系，他測出擺長為l的同一單擺在不同最大擺角q時的周期T，并根據(jù)實驗數(shù)據(jù)描繪出如圖乙所示的圖線。根據(jù)周期公式可知，圖乙中的縱軸表示的是           ，圖線延長后與橫軸交點的橫坐標為          。

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科目：高中物理 來源：2011-2012學(xué)年浙江省招生仿真理科綜合物理試卷（解析版） 題型：實驗題

（10分）在“探究單擺擺長與周期關(guān)系”的實驗中，某同學(xué)的主要操作步驟如下：

A．取一根符合實驗要求的擺線，下端系一金屬小球，上端固定在O點；

B．在小球靜止懸掛時測量出O點到小球球心的距離l；

C．拉動小球使細線偏離豎直方向一個不大的角度（約為5°），然后由靜止釋放小球；

D．用秒表記錄小球完成n次全振動所用的時間t。

①用所測物理量的符號表示重力加速度的測量值，其表達式為g=          ；

②若測得的重力加速度數(shù)值大于當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣鹊膶嶋H值，造成這一情況的原因可能是       

（選填下列選項前的序號）

A、測量擺長時，把擺線的長度當(dāng)成了擺長

B、擺線上端未牢固地固定于O點，振動中出現(xiàn)松動，使擺線越擺越長

C、測量周期時，誤將擺球（n-1）次全振動的時間t記為了n次全振動的時間，并由計算式T=t/n求得周期

D、擺球的質(zhì)量過大

③在與其他同學(xué)交流實驗方案并糾正了錯誤后，為了減小實驗誤差，他決定用圖象法處理數(shù)據(jù)，并通過改變擺長，測得了多組擺長l和對應(yīng)的周期T，并用這些數(shù)據(jù)作出T2-l圖象如圖甲所示。若圖線的斜率為k，則重力加速度的測量值g=        。

④這位同學(xué)查閱資料得知，單擺在最大擺角q 較大時周期公式可近似表述為。為了用圖象法驗證單擺周期T和最大擺角q 的關(guān)系，他測出擺長為l的同一單擺在不同最大擺角q 時的周期T，并根據(jù)實驗數(shù)據(jù)描繪出如圖乙所示的圖線。根據(jù)周期公式可知，圖乙中的縱軸表示的是            ，圖線延長后與橫軸交點的橫坐標為           。

 

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解