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如图,圆形水平转台半径R=0.5m,上表面离水平地面的高度H=l.25m,小物块A位于转台边缘,与转台中心O距离r=0.3m的小物块B用水平细线与过O点的竖直转轴相连,A、B能随转台一起绕转轴转动,
题目详情
如图,圆形水平转台半径R=0.5m,上表面离水平地面的高度H=l.25m,小物块 A位于转台边缘,与转台中心O距离r=0.3m的小物块B用水平细线与过O点的竖直转轴相连,A、B能随转台一起绕转轴转动,当转台的角速度ω=4rad/s时,物块A刚好要滑离转台、细线断裂,此时转台立即停止转动,设物块所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,小物块B与转台的动摩擦因素μB=0.1,取g=l0m/s2.求:
(1)小物块A与转台间的动摩擦因数μ;
(2)小物块B落地点离转台中心O的水平距离L.
(1)小物块A与转台间的动摩擦因数μ;
(2)小物块B落地点离转台中心O的水平距离L.
▼优质解答
答案和解析
(1)转台对物块A的静摩擦力提供物块A做圆周运动的向心力,当物块A刚要滑离转台时,转台对物块A的静摩擦力达到最大值,此时有:
μmAg=mAω2R ①
代入数据解得:μ=0.8
(2)设细线断裂时物块B的线速度大小为v0,由圆周运动的规律有:
v0=ωr ②
细线断裂后,物块B在转台上作匀减速运动,设加速度大小为a,位移为s1,滑出转台时的速度大小为v1,由牛顿第二定律有:
μBmBg=mBa ③
由几何关系有:r2+s12=R2 ④
由运动学方程有:v02-v12=2as ⑤
物块B滑离转台后在空中作平抛运动,
竖直方向上有:H=
gt2 ⑥
水平方向上有:s2=v1t ⑦
由几何关系可知:(s1+s2)2+r2=L2 ⑧
由②~⑧式可得:L=
m
答:
(1)小物块A与转台间的动摩擦因数μ是0.8;
(2)小物块B落地点离转台中心O的水平距离L是
m.
μmAg=mAω2R ①
代入数据解得:μ=0.8
(2)设细线断裂时物块B的线速度大小为v0,由圆周运动的规律有:
v0=ωr ②
细线断裂后,物块B在转台上作匀减速运动,设加速度大小为a,位移为s1,滑出转台时的速度大小为v1,由牛顿第二定律有:
μBmBg=mBa ③
由几何关系有:r2+s12=R2 ④
由运动学方程有:v02-v12=2as ⑤
物块B滑离转台后在空中作平抛运动,
竖直方向上有:H=
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水平方向上有:s2=v1t ⑦
由几何关系可知:(s1+s2)2+r2=L2 ⑧
由②~⑧式可得:L=
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答:
(1)小物块A与转台间的动摩擦因数μ是0.8;
(2)小物块B落地点离转台中心O的水平距离L是
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