分析 (1)物体M不受摩擦力时,M做圆周运动需要的向心力等于m的重力,由此结合牛顿第二定律解答即可.
(2)当M所受的最大静摩擦力沿半径方向向外时,角速度最小,当M所受的最大静摩擦力沿半径向内时,角速度最大,根据牛顿第二定律求出角速度的范围.
解答 解:(1)物体M不受摩擦力时,M做圆周运动需要的向心力等于m的重力,得:
mg=Mω2r
ω=$\sqrt{\frac{mg}{Mr}}=\sqrt{\frac{0.3×10}{0.6×0.2}}=5$rad/s
(2)当M所受的最大静摩擦力沿半径方向向外时,角速度最小,根据牛顿第二定律得,mg-${F}_{f}=Mr{{ω}_{1}}^{2}$,解得${ω}_{1}=\sqrt{10}rad/s$
当M所受的最大静摩擦力沿半径向内时,角速度最大,得:$mg+{F}_{f}=Mr{{ω}_{2}}^{2}$,解得${ω}_{2}=5\sqrt{2}rad/s$.
所以$\sqrt{10}rad/s≤ω≤5\sqrt{2}rad/s$.
答:(1)角速度为5rad/s时,物体M不受摩擦力;
(2)角速度ω在$\sqrt{10}rad/s≤ω≤5\sqrt{2}rad/s$范围,M会处于静止.
点评 解决本题的关键搞清圆周运动向心力的来源,抓住临界状态,运用牛顿第二定律进行求解.
科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 弹簧的劲度系数越大周期越大 | B. | 振子的质量越大周期越大 | ||
C. | 振幅越大周期越大 | D. | 振幅越大周期越小 |
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 衣物受重力、筒壁弹力、摩擦力和向心力作用 | |
B. | 筒壁的弹力随筒的转速的增大而增大 | |
C. | 衣物随筒壁做圆周运动的向心力由摩擦力提供 | |
D. | 筒壁对衣物的摩擦力随筒的转速的增大而增大 |
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科目:高中物理 来源: 题型:实验题
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科目:高中物理 来源: 题型:填空题
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 充电底座中的发射线圈将磁场能转化力电能 | |
B. | 充电底座可以直接使用直流电源实现对手机的无线充电 | |
C. | 接收线圈中交变电流的频率与发射线圈中交变电流的频率相同 | |
D. | 无线充电时手机接收线圈利用“电流的磁效应”获取电能 |
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 若水平抛出是匀变速曲线运动,若斜向上抛出则不是匀变速曲线运动 | |
B. | 加速度大小和方向均改变,是非匀变速曲线运动 | |
C. | 加速度大小不变,方向改变,是非匀变速曲线运动 | |
D. | 加速度的大小和方向均不变,是匀变速曲线运动 |
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