(12分)如图所示,水平转台上有一个质量m=5kg的小物体,一根劲度系数k=103N/m、原长为8cm的弹簧一端连接转台中心的转轴,另一端连接此物体。当整个装置处于静止时,弹簧的长度

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 匀速圆周运动/2022-09-29 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

(12分)如图所示,水平转台上有一个质量m=5kg的小物体,一根劲度系数k=103N/m、原长为8cm的弹簧一端连接转台中心的转轴,另一端连接此物体。当整个装置处于静止时,弹簧的长度为10cm。如果小物体与转台之间的摩擦足够大,讨论:

(1)要使小物体与转台之间不存在摩擦力,则转台转动的角速度应为多大?
(2)要使小物体与转台之间的摩擦力大小为5N,则转台转动的角速度又应为多大?

◎ 答案

(1)6.32rad/s(2)7.07rad/s

◎ 解析

物体做圆周运动的半径为L="10cm=0.1m" ,
弹簧的形变量为△x=(10-8)cm=0.02m
(1)、当物体受到的摩擦力为零时,对物体由牛顿定律得:
  解之得ω1=6.32rad/s    ------   (6分)
(2)、当摩擦力f=5N,方向背离圆心时,设角速度为ω2
由牛顿定律得:   解之得ω2=5.48rad/s    ---(3分)
当摩擦力f=5N,方向指向圆心时,设角速度为ω3
由牛顿定律得:   解之得ω3=7.07rad/s    -----(3分)

◎ 知识点

    专家分析,试题“(12分)如图所示,水平转台上有一个质量m=5kg的小物体,一根劲度系数k=103N/m、原长为8cm的弹簧一端连接转台中心的转轴,另一端连接此物体。当整个装置处于静止时,弹簧的长度…”主要考查了你对  【匀速圆周运动】  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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