分析 (1)(2)当向心力大于最大静摩擦力时,才会拉紧绳子,先求解只由静摩擦力提供向心力时的临界角速度,判断绳子是否有张力;
(3)绳子的最大拉力和最大静摩擦力的合力提供向心力,根据牛顿第二定律列式求解最大角速度
解答 解:(1)当物体只由静摩擦力提供向心力时,最大的向心力为μmg,此时
μmg≥mω2r
解得:ω≤$\sqrt{\frac{μg}{r}}$
当角速度${ω}_{1}=\sqrt{\frac{μg}{2r}}$时,由于ω1<$\sqrt{\frac{μg}{r}}$,所以细绳拉力T1=0.
(2)当角速度ω2=$\sqrt{\frac{3μg}{2r}}$时,${T}_{2}+μmg={mω}_{2}^{2}r$
所以:${T}_{2}={mω}_{2}^{2}r-μmg$
(3)当拉力达到最大时,转盘有最大角速度ωmax
${T}_{3}+μmg={mω}_{m}^{2}r$
即:3μmg+μmg=m${mω}_{m}^{2}r$
解得:ωm=$\sqrt{\frac{4μg}{r}}$=2$\sqrt{\frac{μg}{r}}$
答:(1)当角速度为ω1=$\sqrt{\frac{μg}{2r}}$时,细绳的拉力是0;
(2)当角速度ω2=$\sqrt{\frac{3μg}{2r}}$时,细绳的拉力是0.5μmg;
(3)转盘转动的最大角速度是$2\sqrt{\frac{μg}{r}}$
点评 本题关键是找到向心力来源,注意当最大静摩擦力不足提供向心力时,绳子才被拉长,发生微小形变,产生弹力
科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | $\frac{H}{8}$ | B. | $\frac{3H}{8}$ | C. | $\frac{3H}{9}$ | D. | $\frac{4H}{9}$ |
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科目:高中物理 来源: 题型:计算题
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科目:高中物理 来源: 题型:计算题
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科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | 初速度v0的大小为3.0m/s | B. | 加速度a的大小为1m/s2 | ||
C. | 位移x的大小为$\frac{9}{8}$m | D. | 位移x内的平均速度大小为0.75m/s |
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 牛顿提出了万有引力定律,并测定了引力常量G | |
B. | 伽利略认为力不是维持物体运动的原因,并通过“理想斜面实验”证实了这一说法 | |
C. | 库仑提出了库仑定律,并最早实验测得元电荷e的数值 | |
D. | 法拉第根据小磁针在通电导线周围的偏转而发现了电流的磁效应 |
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 电流元IL在磁场中受力为F,则磁感应强度B一定等于$\frac{F}{IL}$ | |
B. | 磁感应强度大小与电流元IL的乘积成反比,与F成正比 | |
C. | 磁感应强度方向与电流元IL在此点的受力方向相同 | |
D. | 以上说法都不对 |
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 小球落地点离O点的水平距离为2R | |
B. | 小球落地点离O点的水平距离为R | |
C. | 小球运动到半圆弧最高点P时向心力恰好为零 | |
D. | 若将半圆弧轨道上部的$\frac{1}{4}$圆弧截去,其他条件不变,则小球能达到的最大高度比P点低 |
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 36 m | B. | 60 m | C. | 90 m | D. | 360 m |
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