4.如圖,水平放置的勻質(zhì)圓盤(pán)可繞通過(guò)圓心的豎直軸OO′轉(zhuǎn)動(dòng).兩個(gè)質(zhì)量均為lkg的小木塊a和b放在圓盤(pán)上,a、b與轉(zhuǎn)軸的距離均為1cm,a、b與圓盤(pán)間的動(dòng)摩擦因數(shù)分別為0.1和0.4(設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力).若圓盤(pán)從靜止開(kāi)始繞OO′緩慢地加速轉(zhuǎn)動(dòng),用m表示網(wǎng)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度,則(取g=10m/s2)( 。
A.a一定比b先開(kāi)始滑動(dòng)
B.當(dāng)ω=5rad/s時(shí),b所受摩擦力的大小為1N
C.當(dāng)ω=10rad/s時(shí),a所受摩擦力的大小為1N
D.當(dāng)ω=20rad/s時(shí),繼續(xù)增大ω,b相對(duì)圓盤(pán)開(kāi)始滑動(dòng)

分析 依據(jù)向心力表達(dá)式,比較兩個(gè)物體誰(shuí)的向心力會(huì)先達(dá)到最大靜摩擦力,誰(shuí)就先開(kāi)始滑動(dòng);

解答 解:A、木塊的最大靜摩擦力f=μmg.木塊隨圓盤(pán)一起轉(zhuǎn)動(dòng),靜摩擦力提供向心力,由牛頓第二定律得木塊所受的靜摩擦力為:f=mω2r,當(dāng)f=μmg,角速度最大ωm=$\sqrt{\frac{μg}{r}}$,由此知允許的角速度與質(zhì)量無(wú)關(guān),由動(dòng)摩擦因數(shù)和半徑有關(guān),故a允許的角速度比b的小,故a一定比b先開(kāi)始滑動(dòng);故A正確;
B、由f=mω2r知當(dāng)ω=5rad/s時(shí),b所受摩擦力的大小f=1×52×0.01=0.25N<μ2mg=4N,故B錯(cuò)誤;
C、由f=mω2r知當(dāng)ω=10rad/s時(shí),a所受摩擦力的大小f=1×102×0.01=1N=μ1mg=1N,故C正確;
D、由ωm=$\sqrt{\frac{μg}{r}}$知b的角速度最大為ωB=$\sqrt{\frac{0.4×10}{0.01}}$=20rad/s,繼續(xù)增大ω,b相對(duì)圓盤(pán)開(kāi)始滑動(dòng),故D正確;
故選:ACD.

點(diǎn)評(píng) 本題的關(guān)鍵是正確分析木塊的受力,明確木塊做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),靜摩擦力提供向心力,把握住臨界條件:靜摩擦力達(dá)到最大,由牛頓第二定律分析解答.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

19.下列說(shuō)法正確的是( 。
A.對(duì)于一定質(zhì)量的理想氣體,如體積減小時(shí),它的內(nèi)能不一定增大
B.當(dāng)分子間距離減小時(shí),分子作用力增大,分子勢(shì)能減小
C.當(dāng)某種物體內(nèi)能增加時(shí),則該物體的溫度一定升高
D.壓縮氣體,總能使氣體的溫度升高

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

15.某探究小組用如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置“探究加速度與合外力的關(guān)系”.
(1)下列是某同學(xué)的做法,正確的是C.
A.平衡摩擦力時(shí),小沙桶須用細(xì)繩通過(guò)滑輪系在小車上
B.實(shí)驗(yàn)時(shí),先放開(kāi)小車,再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源
C.每次改變小桶和砂的總質(zhì)量時(shí),不需要重新平衡摩擦力
(2)如圖2是某同學(xué)某次時(shí)間得到的紙帶一部分,圖中0、1、2、3、4、5、6是按打點(diǎn)先后順序依次選取的計(jì)數(shù)點(diǎn),計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖2所示,相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)同時(shí)間間隔為T=0.1s,該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中計(jì)算加速度采用逐差法得出小車的加速度大小為1.58m/s2(保留三位有效數(shù)字);為減少偶然誤差,逐差法在數(shù)據(jù)處理方面體現(xiàn)出的主要優(yōu)點(diǎn)是充分利用測(cè)量的數(shù)據(jù).
(3)另一同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中忘記平衡摩擦力,并做出了a-F圖,他得到的圖象可能是如圖3的B.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

12.如圖所示,在第一象限內(nèi)有沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度為E=4.0×106N/C,緊靠y軸存在一方形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1=0.2T,方向垂直坐標(biāo)平面內(nèi).在第四象限內(nèi)有磁感應(yīng)強(qiáng)度B2=$\frac{4}{3}$×10-1T,方向垂直坐標(biāo)平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng).P是y軸上坐標(biāo)為(0,1)的一點(diǎn),比荷為1.5×108C/kg的粒子以平行于x軸速度v0從y軸上的P點(diǎn)射入,粒子沿直線通過(guò)電場(chǎng),磁場(chǎng)疊加場(chǎng)區(qū)域,然后經(jīng)電場(chǎng)偏轉(zhuǎn),從x軸上Q點(diǎn)射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)B2.粒子剛好到達(dá)y軸上某點(diǎn)C(計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字).求:
(1)粒子射出的初速度v0以及離開(kāi)x軸時(shí)的速度;
(2)求Q點(diǎn)和C點(diǎn)的坐標(biāo).
(3)粒子從P點(diǎn)出發(fā)再次回到y(tǒng)軸的時(shí)間是多少?

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

19.2014年12月5日,美國(guó)“獵戶座”飛船在肯尼迪航天中心成功發(fā)射,進(jìn)行了首次無(wú)人飛行試驗(yàn).“獵戶座-E船是用來(lái)實(shí)現(xiàn)地球與火星問(wèn)的載人飛行計(jì)劃的膠囊型飛船,繞地球運(yùn)行時(shí),其軌道高度距離地球表面約5800km,約為國(guó)際宇宙空間站離地高度的15倍.假設(shè)飛船、空問(wèn)站均繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng),相比空間站,“獵戶座”飛船( 。
A.運(yùn)行速度較大B.角速度較大
C.繞地球一周所用時(shí)間較長(zhǎng)D.加速度較大

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

9.如圖,x軸的上方存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)B1和勻強(qiáng)電場(chǎng)E1,其中B1=0.20T,方向垂直紙面向里;E1=2.0×105v/m,方向沿x軸負(fù)方向.M、N是與x軸平行的薄板,其中N板位于x軸上.P、Q是MN板上的兩個(gè)小孔,其連線與y軸平行.在xOy坐標(biāo)系的第一象限內(nèi),有一理想邊界線AO,與x軸的夾角∠AOx=45°,邊界線的上方有垂直于xOy平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度B2=0.25T,邊界線的下方有沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度E2=5.0×105V/m,y軸上固定一熒光屏.一束帶電荷量q=8.0×10-19C、質(zhì)量m=8.0×10-20kg的正離子從P點(diǎn)射入MN間,通過(guò)點(diǎn)Q(0.8m,0)后沿y軸正方向進(jìn)入第一象限,最后打到熒光屏上的C點(diǎn).不計(jì)離子的重力,求:
(1)高子通過(guò)Q點(diǎn)時(shí)速度的大。
(2)C點(diǎn)的縱坐標(biāo);
(3)若只改變AOx區(qū)域內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小,使離子都不能到達(dá)熒光屏上,則磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B2應(yīng)滿足什么條件?(不考慮N板對(duì)離子的反射)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

16.如圖所示,一物體從傾角為θ的固定斜面頂端沿水平方向拋出,當(dāng)運(yùn)動(dòng)到距斜面最高位置時(shí),物體位移方向與水平面方向的夾角為φ,φ與θ滿足的關(guān)系為( 。
A.φ=θB.φ=$\frac{θ}{2}$C.tanφ=$\frac{1}{2}$tanθD.tanφ=sinθ

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

13.如圖1所示,空間存在著方向豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)和方向垂直于紙面向內(nèi),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),帶電量為+q、質(zhì)量為m的小球Q靜置在光滑絕緣的水平高臺(tái)邊緣,另一質(zhì)量為m不帶電的絕緣小球P以水平初速度v0向Q運(yùn)動(dòng),v0=$\frac{mg}{2qB}$,小球P、Q正碰過(guò)程中沒(méi)有機(jī)械能損失且電荷量不發(fā)生轉(zhuǎn)移,已知?jiǎng)驈?qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E=$\frac{mg}{q}$,水平臺(tái)面距離地面高度h=$\frac{{2{m^2}g}}{{{q^2}{B^2}}}$,重力加速度為g,不計(jì)空氣阻力.

(1)求P、Q兩球首次發(fā)生彈性碰撞后,小球Q的速度大;
(2)P、Q兩球首次發(fā)生彈性碰撞后,經(jīng)多少時(shí)間小球P落地,落地點(diǎn)與平臺(tái)邊緣間的水平距離多大?
(3)若撤去勻強(qiáng)電場(chǎng),并將小球Q重新放在平臺(tái)邊緣,小球P仍以水平初速度v0=$\frac{mg}{2qB}$向Q運(yùn)動(dòng),小球Q的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖2所示,已知Q球在最高點(diǎn)和最低點(diǎn)所受全力的大小相等,求小球Q在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的最大速度和第一次下降的最大距離H.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

14.我國(guó)研制的“嫦娥三號(hào)”月球探測(cè)器于2013年12月1日發(fā)射成功,并成功在月球表面實(shí)現(xiàn)軟著陸.探測(cè)器首先被送到距離月球表面高度為H的近月軌道做勻速圓周運(yùn)動(dòng),之后在軌道上的A點(diǎn)實(shí)施變軌,使探測(cè)器繞月球做橢圓運(yùn)動(dòng),當(dāng)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)繼續(xù)變軌,使探測(cè)器靠近月球表面,當(dāng)其距離月球表面附近高度為h(h<5m)時(shí)開(kāi)始做自由落體運(yùn)動(dòng),探測(cè)器攜帶的傳感器測(cè)得自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t,已知月球半徑為R,萬(wàn)有引力常量為G.則下列說(shuō)法正確的是(  )
A.“嫦娥三號(hào)”的發(fā)射速度必須大于第一宇宙速度
B.探測(cè)器在近月圓軌道和橢圓軌道上的周期相等
C.“嫦娥三號(hào)”在A點(diǎn)變軌時(shí),需減速才能從近月圓軌道進(jìn)入橢圓軌道
D.月球的平均密度為$\frac{3h}{{2πGR{t^2}}}$

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同步練習(xí)冊(cè)答案