问题标题:
两道高中物理题要过程v形细杆AOB能绕其对称轴OO′转动,OO′沿竖直方向,V形细杆的两臂与转轴间的夹角为α=45°。两质量为m=0.1kg的小环,分别套在V形杆的两壁上,并用长为1.2m.能承受最大
问题描述:

两道高中物理题要过程

v形细杆AOB能绕其对称轴OO′转动,OO′沿竖直方向,V形细杆的两臂与转轴间的夹角为α=45°。两质量为m=0.1kg的小环,分别套在V形杆的两壁上,并用长为1.2m.能承受最大拉力F=4.5N的轻质细线连结,环与臂间的最大静摩擦力等于两者间弹力的0.2倍。当杆以角速度ω转动时,细线始终处于水平状态,g取10。求1、求杆转动角速度ω的最小值?2、将杆的角速度从第一问中求得的最小值开始缓慢增大,直到细线断裂,写出此过程中细线拉力随角速度变化的函数关系式?2、某人欲将质量m=2×10??kg的货箱推上高h=1m的卡车,它使用的是一个长L=5m的斜面,假设货箱与水平面和斜面的动摩擦因数为0.1,此人沿平行于地面和斜面对货箱所施的最大推力均为F=4×10??N.为计算方便可认为cosθ≈1,g取10、求:通过计算证明此人从斜面底端,用平行与斜面的力不能把货箱推上卡车?

黄仲明回答:
  1,注意:这道题考察了汽车的两种启动方式。(1)汽车以恒定的功率启动后,汽车达到最大的速度时摩擦力和牵引力相等,f=F,而此时摩擦力的功率等于汽车的额定功率P=fV,V为此时的最大速度,那么V=P/f。加速度a=F-f/m,由于汽车的额定功率不变,那么就有P=FV(V=5m/s),就可以求出当速度为5m/s时的牵引力,最后就可求出加速度。(2)汽车以恒定的加速度启动后,前一段时间做匀加速直线运动,当功率增大到额定功率时,汽车将不再增大功率,那么导致牵引力减小,最后使得牵引力和摩擦力相等,汽车又以一个最大的速度做匀速直线运动。由于加速度a=0.5,而a=F-f/m,我们就可以算出此时的牵引力,牵引力知道后,我们根据题意又知道汽车的额定功率为60KW,那么我们可以假设当汽车的速度为V时,汽车的功率增大到额定功率,就有P=FV,从而就可以算出此时的速度V,(汽车从速度为0开始到增大到V这一段时间就可以求出了),V=0+at,时间算出以后,位移也可以算出来,S=1/2at的平方,那么牵引力做的功也就可以求出来了W=FS.2,注意:这道题中物体做的是匀减速运动,我们通常叫做上抛运动。(1)物体上升到最大高度时速度为0,而此时上抛的初速度为10m/s,忽略了空气阻力,那么此时物体只受重力作用,加速度便是重力加速度g,根据位移公式S=(末速度的平方-初速度的平方)/2g,就可算出高度。(2)假设上升h高度时,动能和重力势能相等,动能=1/2mV的平方,重力势能=mgh,那么这里面有一个联系,也就是当物体上升到h时,速度也为V,那么我们就可以把h表示为h=V的平方-100/2g,那么当动能和重力势能相等时就有1/2mV的平方=mg(V的平方-100/2g),从而求出了此时的速度V,速度知道后,便带入h=V的平方-100/2g,算出了上升的高度h(在h处动能和重力势能相等),而时间也就可以算出来了,根据V=10-gt
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