問題詳情:
如圖,圓形水平轉枱半徑R=0. 5m,上表面離水平地面的高度H=l.25m,小物塊A位於轉枱邊緣,與轉枱中心O距離r=0.3m的小物塊B用水平細線與過O點的豎直轉
軸相連,A、B能隨轉枱一起繞轉軸轉動,當轉枱的角速度ω=4rad/s時,物塊A剛好要滑離轉枱、細線斷裂,此時轉枱立即停止轉動,設物塊所受的最大靜摩擦力等於滑動摩擦力,小物塊B與轉枱的動摩擦因素μB=0.1,取g= l0m/s2.求:
(1)小物塊A與轉枱間的動摩擦因數μ;
(2)小物塊B落地點離轉枱中心O的水平距離L.
【回答】
(1)轉枱對物塊A的靜摩擦力提供物塊A做圓周運動的向心力,當物塊A剛要滑離轉枱時,轉枱對物塊A的靜摩擦力達到最大值,此時有:
μAmAg=m Aω2R ①(2分)
代入數據解得: μA=0.8 (2分)
(2)設細線斷裂時物塊B的線速度大小為v0,由圓周運動的規律有:
v0=ωr ②(1分)
細線斷裂後,物塊B在轉枱上作勻減速運動,設加速度大小為a,位移為s1,滑出轉枱時的速度大小為v1,由牛頓第二定律有:μBmBg=mBa ③(1分)
由幾何關係有: r2+s12=R2 ④(1分)
由運動學方程有: v02- v12=2as ⑤(1分)
物塊B滑離轉枱後在空中作平拋運動,
豎直方向上有: H= ⑥(1分)
水平方向上有: s2 =v1t ⑦(1分)
由幾何關係可知: (s1+ s2)2+ r2= L2 ⑧(1分)
由②~⑧式可得: L=m (1分)
知識點:生活中的圓周運動
題型:計算題