利用物理模型對(duì)問題進(jìn)行分析,是重要的科學(xué)思維方法。
如圖所示,長(zhǎng)為L(zhǎng)的均勻細(xì)桿的一端固定一個(gè)小球,另一端可繞垂直于桿的光滑水平軸O轉(zhuǎn)動(dòng)。已知小球質(zhì)量為m1,桿的質(zhì)量為m2。小球可視為質(zhì)點(diǎn)。
(1)若桿的質(zhì)量與小球質(zhì)量相比可以忽略。把桿拉到水平位置后,將小球無(wú)初速度釋放。
a.當(dāng)桿轉(zhuǎn)動(dòng)至與水平方向成θ角時(shí)(θ<90°),求小球的角速度ω。
b.若只增加桿的長(zhǎng)度,小球由靜止開始運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)的過程中,所用時(shí)間是變長(zhǎng)還是變短,通過分析定性說明。
(2)若桿的質(zhì)量與小球質(zhì)量相比不能忽略。已知桿在繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),其動(dòng)能的表達(dá)式為Ek=16mαωβLγ。
a.請(qǐng)你利用單位制的知識(shí),判斷α、β、γ的數(shù)值。
b.把桿拉到水平位置后,將小球無(wú)初速度釋放,當(dāng)桿轉(zhuǎn)動(dòng)至與水平方向成θ角時(shí)(θ<90°),求小球的角速度ω'。
1
6
m
α
ω
β
L
γ
【考點(diǎn)】繩球類模型及其臨界條件;牛頓第二定律與向心力結(jié)合解決問題.
【答案】見試題解答內(nèi)容
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/4/23 12:26:7組卷:78引用:2難度:0.5
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1.細(xì)桿與水桶相連,桶中裝有水,桶與細(xì)桿一起在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng),如下圖所示,水的質(zhì)量m=0.5kg,水的重心到轉(zhuǎn)軸的距離l=60cm
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(2)若水桶在最高點(diǎn)速率v=3m/s,求水對(duì)桶底的壓力。發(fā)布:2024/12/30 0:30:1組卷:15引用:2難度:0.5 -
2.如圖所示,輕桿的一端有一個(gè)小球,另一端有光滑的固定軸O,現(xiàn)給球一個(gè)初速度,使球和桿一起繞O軸在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng),不計(jì)空氣阻力,用F表示球到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)桿對(duì)小球的作用力,則F( )
發(fā)布:2024/12/30 0:30:1組卷:18引用:4難度:0.7 -
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發(fā)布:2024/12/30 0:30:1組卷:27引用:8難度:0.5
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