分析 小球在水平面内做匀速圆周运动,根据小球沿着半径方向和垂直于半径方向的受力可以求得绳的拉力的大小,根据功率的公式可以求得手对木块做功的功率的大小.
解答 解:木块做匀速圆周运动,径向的合力提供向心力,切线的合力为零,因为绳子在切线方向的分力不为零,则木块受到的摩擦力不为零,与绳子拉力切线方向的分力相等.
由图可知,木块做圆周运动的半径为:R=$\sqrt{{l}^{2}+{r}^{2}}$
根据径向的合力提供向心力得:Tcosφ=mRω2,cosφ=$\frac{l}{R}$,sinφ=$\frac{r}{R}$
故T=$\frac{m{R}^{2}{ω}^{2}}{l}$=$\frac{m{ω}^{2}({l}^{2}+{r}^{2})}{l}$.
木块受到的摩擦力:f=Tsinφ=$\frac{m{ω}^{2}({l}^{2}+{r}^{2})r}{l•\sqrt{{l}^{2}+{r}^{2}}}$
手拉木块做功的功率为:P=Tv=Trω=$\frac{m{ω}^{3}r({l}^{2}+{r}^{2})}{l}$.
答:(1)木块受到桌面的摩擦力是$\frac{m{ω}^{2}({l}^{2}+{r}^{2})r}{l•\sqrt{{l}^{2}+{r}^{2}}}$;
(2)绳的拉力对木块做功的功率是$\frac{m{ω}^{3}r({l}^{2}+{r}^{2})}{l}$.
点评 对物块受力分析是解决本题的关键,知道物体做圆周运动径向的合力提供向心力,切线的合力产生切线加速度,若为匀速圆周运动,则切线的合力为零.
科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 电流表A的示数变大 | B. | 电压表V的示数变小 | ||
C. | 电流表A2的示数变小 | D. | 电流表A1的示数变小 |
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科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | 小球机械能一直在减小 | |
B. | 小球减小的重力势能全部转化为弹簧的弹性势能 | |
C. | 运动过程中小球的最大速度为$\sqrt{gh}$ | |
D. | 当小球的加速度第三次等于$\frac{g}{2}$时的速度大小为$\sqrt{gh}$ |
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科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | 计时起点t=0时的速度为4 m/s | B. | 物体的加速度为6m/s2 | ||
C. | 任意1秒内的速度变化2m/s | D. | 第1秒内的平均速度为6m/s |
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科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | F1一定小于F2 | B. | f1一定大于f2 | C. | N1一定小于N2 | D. | f3一定大于f4 |
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 逐渐减小 | B. | 逐渐增大 | C. | 先增大,后减小 | D. | 先减小,后增大 |
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科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | 5N、7N、8N | B. | 2N、3N、7N | C. | 1N、5N、10N | D. | 1N、10N、10N |
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科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | 布朗运动示意图中不规则折线表示的是液体分子的运动轨迹 | |
B. | 单晶体和多晶体的物理性质没有区别,都有固定的熔点和沸点 | |
C. | 当分子间距离增大时,分子间的引力和斥力都减小 | |
D. | 一定温度下,大量分子做无规则运动,速率虽然有大有小,但分子的速率都按一定的规律分布 | |
E. | 气体分子在单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数与单位体积内的分子数及气体分子的平均动能都有关 |
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