15.如圖,放于豎直面內(nèi)的光滑金屬圓環(huán)半徑為R=0.4m,質(zhì)量為m的帶孔小球穿于環(huán)上,同時有一長也為R的細繩一端系于球上,另一端系于圓環(huán)最低點.當圓環(huán)以角速度ω繞豎直直徑轉(zhuǎn)動時,繩被拉直且小球受二個力作用.(g=10m/s2 )則ω為( 。
A.5$\sqrt{3}$rad/sB.7.5rad/sC.5$\sqrt{2}$rad/sD.5rad/s

分析 當圓環(huán)以角速度ω繞豎直直徑轉(zhuǎn)動時,繩被拉直且小球受二個力作用,知小球受重力和圓環(huán)的彈力,兩個力的合力提供向心力,根據(jù)牛頓第二定律求出角速度的大。

解答 解:小球受重力和圓環(huán)的彈力,兩個力的合力垂直于轉(zhuǎn)軸,提供向心力,根據(jù)牛頓第二定律有:
${F}_{合}=mgcot30°=mcos30°{ω}^{2}$
解得:$ω=\sqrt{\frac{2g}{R}}=\sqrt{\frac{20}{0.4}}=5\sqrt{2}rad/s$
故選:C

點評 解決本題的關(guān)鍵確定圓周運動向心力的來源,運用牛頓第二定律進行求解.

練習(xí)冊系列答案
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6.兩根互相平行的金屬導(dǎo)軌水平放置于如圖所示的勻強磁場中,在導(dǎo)軌上導(dǎo)體棒AB和CD可以自由滑動.當AB在外力F作用下向右運動時,下列說法正確的是(  )
A.CD內(nèi)有電流通過,方向是D→CB.CD向左運動
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3.某同學(xué)在《驗證機械能守恒定律》的實驗中,按照正確的操作方法選得的紙帶如圖所示.其中O是起始點,A、B、C是打點計時器連續(xù)打下的3個點,已知當?shù)氐闹亓铀俣萭=9.80m/s2,重錘質(zhì)量m=1.00kg.該同學(xué)用毫米刻度尺測量O到A、B、C各點的距離,并記錄在圖中(單位:cm).該同學(xué)利用這些信息來檢驗重錘在OB段的運動中,機械能守恒定律的準確性.如果,他用AC段的平均速度作為跟B點對應(yīng)的物體的即時速度,則重錘在OB段運動過程中重力勢能的減少量為1.22J,而動能的增加量為1.20J,(均保留3位有效數(shù)字).這樣驗證的系統(tǒng)誤差總是使重力勢能的減少量大于動能的增加量,原因是有摩擦阻力作用,使減少的重力勢能一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能.

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10.如圖所示,一小球自A點由靜止自由下落到B點時與彈簧接觸,到C點時彈簧被壓縮到最短.若不計彈簧質(zhì)量和空氣阻力,小球由A→B→C的運動過程中不正確的是( 。
A.小球和彈簧總機械能守恒
B.小球的重力勢能減少
C.小球在B點時動能最大
D.到C點時小球重力勢能的減少量等于彈簧彈性勢能的增加量

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

20.如圖所示,長方體物塊A疊放在長方體物塊B上,B置于粗糙水平面上.A、B質(zhì)量分別為mA=2kg,mB=1kg,A、B之間動摩擦因數(shù)μ1=0.2,B與地面之間動摩擦因數(shù)μ2=0.1,現(xiàn)對A施加水平力F,若F從0 開始逐漸增加,則( 。
A.當拉力小于3N時,A、B 都相對地面靜止
B.當拉力超過4 N時,A、B開始發(fā)生相對滑動
C.當拉力超過5 N時,B的加速度為1m/s2
D.當拉力超過6 N時,A、B開始發(fā)生相對滑動

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

7.質(zhì)量為1kg的小球從高20m處自由下落到軟墊上,反彈后上升的最大高度為5m,小球接觸軟墊的時間是1s.在接觸時間內(nèi),小球受到的平均沖力大小為(空氣阻力不計,g=10m/s2)( 。
A.10NB.20NC.30ND.40N

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科目:高中物理 來源: 題型:填空題

4.兩個大輪半徑相等的皮帶輪的結(jié)構(gòu)如圖所示,AB兩點的半徑之比為2:1,CD兩點的半徑之比也為2:1,則ABCD四點的角速度之比為1:1:2:2,這四點的線速度之比為2:1:4:2,向心加速度之比為2:1:8:4.

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5.如圖所示,質(zhì)量m1=0.3kg的小車靜止在光滑的水平面上,車長L=1.5m,現(xiàn)有質(zhì)量m2=0.2kg可視為質(zhì)點的物塊,以水平向右的速度v0=2m/s從左端滑上小車,最后在車面上某處與小車保持相對靜止.物塊與車面間的動摩擦因數(shù)μ=0.5,取g=10m/s2,求:
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