07年山东理综物理解答题如图所示,一水平圆盘绕过圆心的竖直轴转动,圆盘边缘有一质量m＝1.0 kg的小滑块.当圆盘转动的角速度达到某一数值时,滑块从圆盘边缘滑落,经光滑的过渡圆管进入轨
来源：学生作业帮助网 编辑：六六作业网 时间：2024/12/04 02:37:09
07年山东理综物理解答题如图所示,一水平圆盘绕过圆心的竖直轴转动,圆盘边缘有一质量m＝1.0 kg的小滑块.当圆盘转动的角速度达到某一数值时,滑块从圆盘边缘滑落,经光滑的过渡圆管进入轨
07年山东理综物理解答题
如图所示,一水平圆盘绕过圆心的竖直轴转动,圆盘边缘有一质量m＝1.0 kg的小滑块.当圆盘转动的角速度达到某一数值时,滑块从圆盘边缘滑落,经光滑的过渡圆管进入轨道ABC.已知AB段斜面倾角为53°,BC段斜面倾角为37°,滑块与圆盘及斜面间的动摩擦因数均μ＝0.5,A点离B点所在水平面的高度h＝1.2 m.滑块在运动过程中始终未脱离轨道,不计在过渡圆管处和B点的机械能损失,最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力,取g＝10 m/s2,sin37°＝0.6,cos37°＝0.8
⑴若圆盘半径R＝0.2 m,当圆盘的角速度多大时,滑块从圆盘上滑落?
⑵若取圆盘所在平面为零势能面,求滑块到达B点时的机械能.
⑶从滑块到达B点时起,经0.6 s 正好通过C点,求BC之间的距离.
主要是第三问看不懂,
⑴滑块在圆盘上做圆周运动时,静摩擦力充当向心力,根据牛顿第二定律,可得：
μmg＝mω2R
代入数据解得：
⑵滑块在A点时的速度：vA＝ωR＝1 m/s
从A到B的运动过程由动能定理得：
mgh－μmgcos53°×h/sin53°＝
在B点时的机械能为：
⑶滑块在B点时的速度：vB＝4 m/s
滑块沿BC段向上运动时的加速度大小：a1＝g(sin37°＋μcos37°)＝10 m/s2
返回时的加速度大小：a2＝g(sin37°－μcos37°)＝2 m/s2
BC间的距离：
07年山东理综物理解答题如图所示,一水平圆盘绕过圆心的竖直轴转动,圆盘边缘有一质量m＝1.0 kg的小滑块.当圆盘转动的角速度达到某一数值时,滑块从圆盘边缘滑落,经光滑的过渡圆管进入轨
第一问：因为角速度逐渐增大,当增大到某一临界值时列的平衡方程,就是向心力等于摩擦力.从而解出
第二问：脱离后,物体沿类似于斜面往下运动.重力沿斜面向下的分力减去摩擦力即为在斜面上所受的合外力.不过不需要这么麻烦.直接用动能定理,有两个力做功,重力做功,摩擦力做功,合外力做功等与物体动能的改变量.这样,就可以求出到达B点时的速度.
第三问.物体之后做加速度沿斜面向下的减速运动.因为求得的VB=4,而向上减速的加速度有10,所以0.4S即减到0,然后再原路返回,加速度变为2,加速时间为0.2,根据这个关系即可得出答案.