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【题目】如图所示,半径为R的半球形陶罐,固定在可以绕竖直轴旋转的水平转台上,转台转轴与过陶罐球心O的对称轴OO′重合,转台以一定角速度ω匀速旋转,一质量为m的小物块落入陶罐内,经过一段时间后,小物块随陶罐一起转动且相对罐壁静止,它和O点的连线与OO′之间的夹角θ为60°.已知重力加速度大小为g,小物块与陶罐之间的最大静摩擦力大小为Ff= mg

1)若小物块受到的摩擦力恰好为零,求此时的角速度ω0

2)若小物块一直相对陶罐静止,求陶罐旋转的角速度的取值范围.

【答案】(12

【解析】试题分析:(1)当摩擦力为零,支持力和重力的合力提供向心力,有:

解得:

2)当时,重力和支持力的合力不够提供向心力,当角速度最大时,摩擦力方向沿罐壁切线向下达最大值,设此最大角速度为,由牛顿第二定律得,

,联立以上三式解得:

时,重力和支持力的合力大于所需向心力,摩擦力方向沿罐壁切线向上,当角速度最小时,摩擦力向上达到最大值,设此最小角速度为,由牛顿第二定律得,

联立三式解得: ,综述,陶罐旋转的角速度范围为:

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图所示,R0为定值电阻,电源电动势E恒定,内阻不能忽略,当开关闭合,滑片P位于滑动变阻器R左端点a时,水平放置的平行金属板间有一带电液滴正好处于静止状态,在将滑片P由左端点a滑向右端点b的过程中,下列关于液滴的带电情况及运动情况(液滴始终没与极板相碰)分析正确的是( )

A.液滴带正电,液滴将向上做匀加速直线运动

B.液滴带正电,液滴将以原平衡位置为中心做往复运动

C.液滴带正电,液滴将向上先做变加速再做变减速直线运动

D.液滴带负电,液滴将向上做变速直线运动

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】有关分子的热运动和内能,下列说法不正确的是(
A.一定质量的气体,温度不变,分子的平均动能不变
B.物体的温度越高,分子热运动越剧烈
C.物体的内能是物体中所有分子热运动动能和分子势能的总和
D.布朗运动是由悬浮在液体中的微粒之间的相互碰撞引起的

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图所示,半径可变的四分之一光滑圆弧轨道置于竖直平面内,轨道的末端B处的切线水平。现将一小物体从轨道顶端A处由静止释放,小物体刚到达B点时的加速度为a,对B点的压力为N,小物体离开B点后的水平位移为x,落地时的速率为v,若保持圆心O的位置不变,改变圆弧轨道的半径R(不超过圆心离地的高度),不计空气阻力,下列图像正确的是

A. B. C. D.

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】下列车辆中,属于无污染车辆的是(
A.火车和酒精汽车
B.太阳能车和氢气汽车
C.汽油车和柴油车
D.柴油车和氢气汽车

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】某同学想在家里做用单摆测定重力加速度的实验,但没有合适的摆球,他找到了一块大小约为3 cm、外形不规则的大理石代替小球.他设计的实验步骤如下:

A.将石块和细尼龙线系好,结点为M,将尼龙线的上端固定于O点,如图所示;

B.用刻度尺测量OM间尼龙线的长度L作为摆长;

C.将石块拉开一个大约α的角度,然后由静止释放;

D.从摆球摆到最高点时开始计时,测出30次全振动的总时间t,由得出周期;

E.改变OM间尼龙线的长度再做几次实验,记下每次相应的lT

F.求出多次实验中测得的lT的平均值,作为计算时用的数据,代入公式,求出重力加速度g

(1)该同学以上实验步骤中有重大错误,请指出并改正为_______________________

(2)该同学用OM的长作为摆长,这样做引起的系统误差将使重力加速度的测量值比真实值__________(偏大偏小”)

(3)为解决摆长无法准确测量的困难,可采用图象法,以T2为纵轴,以l为横轴,作出多次测量得到的T2l图线,求出图线斜率k,进而求得g________(用k表示).k值不受悬点不确定因素的影响,因此可以解决摆长无法准确测量的困难。

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【题目】某物理实验小组采用如图甲所示装置研究平抛运动。

1)安装实验装置的过程中,斜槽末端的切线必须是水平的,这样做的目的是________

A.保证小球飞出时,速度既不太大,也不太小

B.保证小球飞出时,初速度水平

C.保证小球在空中运动的时间每次都相等

D.保证小球运动的轨迹是一条抛物线

2)某同学每次都将小球从斜槽上同一位置由静止释放,并从斜槽末端水平飞出。改变水平挡板的高度,就改变了小球在板上落点的位置,从而可描绘出小球的运动轨迹。某同学将水平挡板依次放在图乙中的123位置,且l2的间距等于23的间距。若三次实验中,小球从抛出点到落点的水平位移依次为xlx2x3,忽略空气阻力的影响,下面分析正确的是________

Ax2xl=x3x2 Bx2xl<x3x 2

Cx2xl>x3x2 D.无法判断

3)另一同学通过正确的实验步骤及操作,在坐标纸上描出了小球水平抛出后的运动轨迹。部分运动轨迹如图丙所示。图中每小格的边长均为LP1P2P3是轨迹图线上的3个点,P1P2P2P3之间的水平距离相等,重力加速度为g。可求出小球从P1运动到P2所用的时间为_________,小球抛出时的水平速度为_________

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【题目】如图所示,带有正电荷的A粒子和B粒子同时以同样大小的速度(速度方向与边界的夹角分别为30°、60°)从宽度为d的有界匀强磁场的边界上的O点射入磁场,又恰好都不从另一边界飞出,则下列说法中正确的是( )

A.A、B两粒子在磁场中做圆周运动的半径之比为1

B.A、B两粒子在磁场中做圆周运动的半径之比为

C.A、B两粒子的比荷之比是1

D.A、B两粒子的比荷之比是1

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【题目】在光电效应实验中,某同学用同一种材料在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线(甲光、乙光、丙光),如图所示。则可判断出:

A. 甲光的频率大于乙光的频率

B. 乙光的波长大于丙光的波长

C. 甲、乙波长相等

D. 甲光对应的光电子最大初动能大于丙光的光电子最大初动能

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