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如图所示，一水平圆盘绕过圆心的竖直轴转动，圆盘边缘有一质量m＝1.0kg的小滑块。当圆盘转动的角速度达到某一数值时，滑块从圆盘边缘滑落，经光滑的过渡圆管进入轨道ABC。已
网友投稿  2022-08-10 00:00:00  互联网

◎ 题目

如图所示，一水平圆盘绕过圆心的竖直轴转动，圆盘边缘有一质量m＝1.0 kg的小滑块。当圆盘转动的角速度达到某一数值时，滑块从圆盘边缘滑落，经光滑的过渡圆管进入轨道ABC。已知AB段斜面倾角为53°，BC段斜面倾角为37°，滑块与圆盘及斜面间的动摩擦因数均μ＝0.5，A点离B点所在水平面的高度h＝1.2 m。滑块在运动过程中始终未脱离轨道，不计在过渡圆管处和B点的机械能损失，最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，取g＝10 m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。
（1）若圆盘半径R＝0.2 m，当圆盘的角速度多大时，滑块从圆盘上滑落？
（2）若取圆盘所在平面为零势能面，求滑块到达B点时的机械能。
（3）从滑块到达B点时起，经0.6 s正好通过C点，求BC之间的距离。

◎ 答案

解：（1）滑块在圆盘上做圆周运动时，静摩擦力充当向心力，根据牛顿第二定律，可得：μmg＝mω2R
代入数据解得：
（2）滑块在A点时的速度：vA＝ωR＝1 m/s
从A到B的运动过程由动能定理得：mgh－μmgcos53°×h/sin53°＝
在B点时的机械能为：
（3）滑块在B点时的速度：vB＝4 m/s
滑块沿BC段向上运动时的加速度大小：a1＝g(sin37°＋μcos37°)＝10 m/s2
返回时的加速度大小：a2＝g(sin37°－μcos37°)＝2 m/s2
BC间的距离：

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析，试题“如图所示，一水平圆盘绕过圆心的竖直轴转动，圆盘边缘有一质量m＝1.0kg的小滑块。当圆盘转动的角速度达到某一数值时，滑块从圆盘边缘滑落，经光滑的过渡圆管进入轨道ABC。已…”主要考查了你对  【匀变速直线运动的位移与速度的关系】，【角速度】，【动能定理】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”，你可以点击相应的链接进行查看和学习。



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