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如图所示,一水平放置的半径为r=0.5m的薄圆盘绕过圆心O点的竖直轴转动,圆盘边缘有一质量m=1.0kg的小滑块(可看成是质点).当圆盘转动的角速度达到某一数值时,滑块从圆盘边

网友投稿  2022-09-29 00:00:00  零零社区

◎ 题目

如图所示,一水平放置的半径为r=0.5m的薄圆盘绕过圆心O点的竖直轴转动,圆盘边缘有一质量m=1.0kg的小滑块(可看成是质点).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,滑块与圆盘间的动摩擦因数μ=0.2,圆盘所水平面离水平地面的高度h=2.5m,g取10m/s2
(1)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,求滑块到达地面时的机械能;
(3)若落地点为C,求OC之间的距离.
魔方格

◎ 答案

(1)设圆盘的角速度为ω时,滑块恰好从圆盘上滑落,则有:
μmg=mrω2…①
代入数据解得:ω=2rad/s…②
(2)滑块抛出时的动能:Ek=
1
2
mv2
=
1
2
m(ωr)2=
1
2
μmgr=0.5J…③
平抛运动过程中,只有重力做功,滑块的机械能守恒,
则滑块到达地面时的机械能等于刚滑离圆盘时的机械能,即有E=Ek+EP=0.1J+0=0.5J…④
(3)滑块离开圆盘后做平抛运动,设水平位移为x,
  则  x=vt…⑤
      h=
1
2
g 2…⑥
∴x=

2
2
m…⑦
由空间几何关系,得  OC=

x2+r2+h2
=

7
m
答:
(1)当圆盘的角速度为2rad/s时,滑块从圆盘上滑落.
(2)若取圆盘所在平面为零势能面,滑块到达地面时的机械能为0.5J;
(3)若落地点为C,OC之间的距离是

7
m.

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,一水平放置的半径为r=0.5m的薄圆盘绕过圆心O点的竖直轴转动,圆盘边缘有一质量m=1.0kg的小滑块(可看成是质点).当圆盘转动的角速度达到某一数值时,滑块从圆盘边…”主要考查了你对  【平抛运动】,【向心力】,【机械能守恒定律】  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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