如下图所示,让摆球从图中的C位置由静止开始摆下,摆到最低点D处,摆线刚好被拉断,小球在粗糙的水平面上
作者:未知侠名时间:2023-06-03 17:39:13
(1)10N (2)0.35≤μ≤0.5或者μ≤0.125
试题分析:(1)当摆球由C到D运动机械能守恒:
(2分)
由牛顿第二定律可得:
(1分)
可得:F m ="2mg=10N" (1分)
小球不脱圆轨道分两种情况:
①要保证小球能达到A孔,设小球到达A孔的速度恰好为零,
由动能定理可得:
(1分)
可得:μ 1 ="0.5" (1分)
若进入A孔的速度较小,那么将会在圆心以下做等幅摆动,不脱离轨道。其临界情况为到达圆心等高处速度为零,由机械能守恒可得:
(1分)
由动能定理可得:
(1分)
可求得:μ 2 =0.35(1分)
②若小球能过圆轨道的最高点则不会脱离轨道,在圆周的最高点由牛顿第二定律可得:
(1分)
由动能定理可得:
(2分)
解得:μ 3 ="0.125" (1分)
综上所以摩擦因数μ的范围为:0.35≤μ≤0.5或者μ≤0.125 (1分)
点评:本题难度中等,在利用动能定理求摩擦力做功时,s为路程,重力做功时,h为初末位置高度差
试题分析:(1)当摆球由C到D运动机械能守恒:
(2分)
由牛顿第二定律可得:
(1分)
可得:F m ="2mg=10N" (1分)
小球不脱圆轨道分两种情况:
①要保证小球能达到A孔,设小球到达A孔的速度恰好为零,
由动能定理可得:
(1分)
可得:μ 1 ="0.5" (1分)
若进入A孔的速度较小,那么将会在圆心以下做等幅摆动,不脱离轨道。其临界情况为到达圆心等高处速度为零,由机械能守恒可得:
(1分)
由动能定理可得:
(1分)
可求得:μ 2 =0.35(1分)
②若小球能过圆轨道的最高点则不会脱离轨道,在圆周的最高点由牛顿第二定律可得:
(1分)
由动能定理可得:
(2分)
解得:μ 3 ="0.125" (1分)
综上所以摩擦因数μ的范围为:0.35≤μ≤0.5或者μ≤0.125 (1分)
点评:本题难度中等,在利用动能定理求摩擦力做功时,s为路程,重力做功时,h为初末位置高度差
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