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半径分别为r和2r的两个质量不计的圆盘,共轴固定连结在一起,可以绕水平轴O无摩擦转动,大圆盘的边缘上固定有一个质量为m的质点,小圆盘上绕有细绳.开始时圆盘静止,质点处在水平轴O的正下方位置.现以水平恒力F拉细绳,使两圆盘转动,若两圆盘转过的角度θ=时,质点m的速度最大,则恒力F= ;若圆盘转过的最大角度θ=则此时恒力F= .试题及答案-解答题-云返教育
试题详情
半径分别为r和2r的两个质量不计的圆盘,共轴固定连结在一起,可以绕水平轴O无摩擦转动,大圆盘的边缘上固定有一个质量为m的质点,小圆盘上绕有细绳.开始时圆盘静止,质点处在水平轴O的正下方位置.现以水平恒力F拉细绳,使两圆盘转动,若两圆盘转过的角度θ=
时,质点m的速度最大,则恒力F=
;若圆盘转过的最大角度θ=
则此时恒力F=
.
试题解答
见解析
以水平恒力F拉细绳,使两圆盘转动,若两圆盘转过的角度θ=
时,质点m的速度最大,此时力矩平衡,故:
F?r=mg?2rsin30°
解得:F=mg;
根据能量守恒定律得
F?
r=mg?2rcos
解得F=
本题答案是:mg,
.
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选修2-2
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解答题
高中
物理
力矩的平衡条件
相关试题
辨析题:如图所示,两个质量分别为m1、m2,带电量分别为q1、q2的金属小球,用两根绝缘轻绳悬挂于同一点O.平衡时,两球恰好位于同一水平面上.轻绳与竖直方向夹角分别为α、β,请确定金属小球质量m1、m2与夹角α、β的关系式.某同学的解法如下:设绝缘轻绳长为l,把两小球和轻绳看作整体,如下图所示,以O为固定转轴,对整个系统,根据力矩的平衡有:m1g×l×sina=m2g×l×sinβ即你认为这位同学的解法是否合理?请说明理由;若不合理,请用你自己的方法算出正确结果.?
一块木板可绕过O点的光滑水平轴在竖直平面内转动,木板上放有一木块,木板右端受到竖直向上的作用力F,从图中位置A缓慢转动到位置B.木块相对木板不发生滑动,则在此过程中 A.木块所受的摩擦力先增大后减小B.木块所受的支持力先增大后减小C.F的力矩先增大后减小D.力F始终保持不变?
如图所示,光滑斜面的底端a与一块质量均匀、水平放置的平板光滑相接,平板长为2L,L=1.5m,其中心C固定在高为R的竖直支架上,R=1.5m,支架的下端与垂直于纸面的固定转轴O连接,因此平板可绕转轴O沿顺时针方向翻转.问:在斜面上离平板高度为h处放置一滑块A,使其由静止滑下,滑块与平板间的动摩擦因数μ=0.40,为使平板不翻转,h最大为多少?(重力加速度g取10m/s2)某同学这样解答:要使平板不翻转,A在板上滑行的最大距离是L,因此h最大值可由mgh-μmgL=0-0求得.你认为这位同学的解答是否正确?如果认为正确,请解出h的最大值;如果认为不正确,请指出错误之处,并求出h的最大值.?
如图所示,均匀长斜板AB可绕过O点的水平轴在竖直平面内自由转动,已知AB板的质量为M=2kg,长为L=150cm,AO=60cm,A点离水平地面h=90cm,B端与地接触,在B端上的物体质量m=1kg,它与斜面间的动摩擦因数μ=0.25,当物体以初速度v=4m/s,沿板向上运动,问:(1)物体上滑过程中,AB板始终维持静止,则物体沿AB板上滑的最大距离为多少?(2)在物体运动过程中地面对斜面板B端的最小弹力为多少??
如图所示,A、B两木块叠放在竖直轻弹簧上,已知木块A、B质量分别为0.42kg和0.40kg,弹簧的劲度系数k=100N/m,若在木块A上作用一个竖直向上的力F,使A由静止开始以0.5m/s2的加速度竖直向上做匀加速运动(g=10m/s2).求:(1)使木块A竖直做匀加速度运动的过程中,力F的最大值和最小值;(2)求从静止开始到A、B分开经过多长时间.?
如图所示,物体A经一轻质弹簧与下方地面上的物体B相连,物体A、B的质量均为m,弹簧的劲度系数为k,A、B都处于静止状态.一条不可伸长的轻绳绕过轻滑轮,一端连物体A,另一端连一轻挂钩,开始时各段绳都处于伸直状态,A上方的一段绳沿竖直方向.现在挂钩上挂一物体C并从静止状态开始释放,已知物体B刚离开地面时,物体A恰好获得最大速度,重力加速度为g,求:(1)物体B刚离开地面时,物体C下落的高度h;(2)物体C的质量M;(3)物体A获得的最大速度vm.?
如图所示,在竖直方向上A、B两物体通过劲度系数为k的轻质弹簧相连,A放在水平地面上;B、C两物体通过细绳绕过轻质定滑轮相连,C放在固定的光滑斜面上.用手拿住C,使细线刚刚拉直但无拉力作用,并保证ab段的细线竖直、cd段的细线与斜面平行.已知A、B的质量均为m,C的质量为4m,重力加速度为g,细线与滑轮之间的摩擦不计,开始时整个系统处于静止状态.释放C后它沿斜面下滑,A刚离开地面时,B获得最大速度,求:(1)从释放C到物体A刚离开地面时,物体C沿斜面下滑的距离.(2)斜面倾角α.(3)B的最大速度vBm.?
如图所示,在竖直方向上A、B两物体通过劲度系数为k的轻质弹簧相连,A放在水平地面上;B、C两物体通过细绳绕过轻质定滑轮相连,C放在固定的光滑斜面上.用手拿住C,使细线刚刚拉直但无拉力作用,并保证ab段的细线竖直、cd段的细线与斜面平行.已知A、B的质量均为m,C的质量为4m,重力加速度为g,细线与滑轮之间的摩擦不计,开始时整个系统处于静止状态.释放C后它沿斜面下滑,A刚离开地面时,B获得最大速度,求:(1)从释放C到物体A刚离开地面时,物体C沿斜面下滑的距离.(2)斜面倾角α.(3)B的最大速度vBm.?
如图是某弹簧弹力F和它的长度l的关系图象,由此可得该弹簧的原始长度是 m,劲度系数等于 N/m.?
如图所示,在弹性限度内,原长为30cm的轻弹簧悬挂在天花板上,其劲度系数是100N/m,若在弹簧下端悬挂一个重物时,弹簧长为40cm;则此时所挂重物的重力大小为 N.?
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