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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...

问题详情:

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:

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... 

(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.


【回答】

(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:

                                         μAmAg=m Aω2R                   ①(2分)

代入数据解得:                       μA=0.8                            (2分)

(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(1分)

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(1分)

由几何关系有:                     r2+s12=R2                                ④(1分)

由运动学方程有:                v02- v12=2as                      ⑤(1分)

物块B滑离转台后在空中作平抛运动,

竖直方向上有:                     H=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... 第2张                        ⑥(1分)

水平方向上有:                       s2 =v1t                          ⑦(1分)

由几何关系可知:            (s1+ s2)2+ r2= L2                         ⑧(1分)

由②~⑧式可得:                  L=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... 第3张m                          (1分)

知识点:生活中的圆周运动

题型:计算题