6．如圖所示，質(zhì)量為m=2kg的小物塊放在足夠長的水平面上，用水平長細線緊繞在半徑R=1m、質(zhì)量為2kg的薄壁圓筒上．t=0時刻，圓桶在電動機的帶動下由靜止開始繞豎直中心軸轉(zhuǎn)動，角速度滿足ω=2t（rad/s），物體和地面之間滑動摩擦因數(shù)μ=0.5，重力加速度g=10m/s2，求：
（1）小物塊運動的速度v與時間t的關(guān)系及繩子拉力的大��；
（2）從0到3s內(nèi)小物塊的位移大�。�
（3）從0到3s內(nèi)電動機做了多少功？

分析 （1）物體運動的速度與圓筒邊緣的線速度大小相同，由v=ωR求v與t的關(guān)系，從而分析物體的運動情況；根據(jù)線速度的變化可以求得物體的加速度的大小，再由牛頓第二定律可求得拉力；
（2）由位移時間公式求位移．
（3）由動能定理或功的公式可求得拉力所做的功，即電動機做的功．

解答 解：（1）圓筒邊緣的線速度大小與物塊運動的速度大小相同，則 v=ωR=2t×1=2t（m/s），可知，物體的速度與時間成正比，所以物塊做初速度為零的勻加速直線運動，加速度為 a=$\frac{v}{t}$=2m/s2．
根據(jù)物塊受力，由牛頓第二定律得 T-μmg=ma      
則細線拉力為 T=m（μg+a）=2×（0.5×10+2）N=14N
（2）從0到3s內(nèi)小物塊的位移大小 x=$\frac{1}{2}a{t}^{2}$=$\frac{1}{2}×2×{3}^{2}$m=9m
（3）電動機做的功為  W電=Tx=14×9J=126J
答：
（1）小物塊運動的速度v與時間t的關(guān)系是v=2t（m/s），及繩子拉力的大小是14N；
（2）從0到3s內(nèi)小物塊的位移大小是9m；
（3）從0到3s內(nèi)電動機做了126J的功．

點評 本題考查動能定理、圓周運動的性質(zhì)等內(nèi)容；關(guān)鍵要抓住物塊的速度與圓筒線速度的關(guān)系，通過列式分析物體的運動情況．

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

16．甲、乙、丙三個觀察者同時觀察一個物體的運動．甲說：“它在做勻速直線運動．”乙說：“它是靜止的．”丙說：“它在做變速直線運動．”這三個人的說法（　　）
A．在任何情況下都不對B．對于各自選定的參照系都對
C．對于選定的同一參照系都對D．總有一個人或兩個人是講錯的

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

17．長為L=1m的細線，拴一質(zhì)量為m=2kg的小球，一端固定于O點．讓其在水平面內(nèi)做勻速圓周運動（這種運動通常稱為圓錐擺運動），如圖．求擺線L與豎直方向的夾角為α=53°時：
（1）線的拉力F；
（2）小球運動的線速度的大��；
（3）小球運動的角速度及周期．

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

14．如圖所示，虛線表示某點電荷Q所激發(fā)電場的等勢面，已知a、b兩點在同一等勢面上，c、d兩點在另一個等勢面上．甲、乙兩個帶電粒子以相同的速率，沿不同的方向從同一點a射入電場，在電場中沿不同的軌跡adb曲線、acb曲線運動．則下列說法正確（　　）
A．兩粒子所帶的電荷符號不同
B．甲粒子經(jīng)過c點時的速度一定小于乙粒子經(jīng)過d點的速度
C．兩個粒子的電勢能都是先減小后增大
D．經(jīng)過b點時，兩粒子的動能一定相等

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科目：高中物理 來源： 題型：實驗題

1．在用接在50Hz交流電源上的打點計時器測定小車做勻加速直線運動的加速度的實驗中，得到如圖所示的一條紙帶，從比較清晰的點開始起，分別標上計數(shù)點0、1、2、3、4…，相鄰計數(shù)點之間還有四個點未畫出，量得0與1兩點間的距離x1=4.00cm，1與2兩點間的距離x2=6.00cm，2與3兩點間的距離x3=8.00cm．則打下測量點1時小車的速度大小為0.5m/s，打下2點時小車的速度大小為0.7m/s，小車的加速度大小為2m/s2．

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

1．如圖所示，圖甲中MN為足夠大的不帶電薄金屬板，在金屬板的右側(cè)，距離為d的位置上放入一個電荷量為+q的點電荷O，由于靜電感應產(chǎn)生了如圖甲所示的電場分布．P是金屬板上的一點，P點與點電荷O之間的距離為r，幾位同學想求出P點的電場強度大小，但發(fā)現(xiàn)問題很難．幾位同學經(jīng)過仔細研究，從圖乙所示的電場得到了一些啟示，經(jīng)過查閱資料他們知道：圖甲所示的電場分布與圖乙中虛線右側(cè)的電場分布是一樣的．圖乙中兩異號點電荷電荷量的大小均為q，它們之間的距離為2d，虛線是兩點電荷連線的中垂線．由此他們分別對P點的電場強度方向和大小做出以下判斷，其中正確的是（　�。�
A．方向沿P點和點電荷的連線向左，大小為 $\frac{2kqd}{{r}^{3}}$
B．方向沿P點和點電荷的連線向左，大小為 $\frac{2kq\sqrt{{r}^{2}-h37dlnl^{2}}}{{r}^{3}}$
C．方向垂直于金屬板向左，大小為 $\frac{2kqd}{{r}^{3}}$
D．方向垂直于金屬板向左，大小為 $\frac{2kq\sqrt{{r}^{2}-tdbu8cf^{2}}}{{r}^{3}}$

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

8．靜電場方向平行于x軸，該電場的電勢φ隨x軸的分布可簡化為如圖所示的折線，則下列說法正確的是（　　）
A．在（-d＜x＜d）區(qū)間內(nèi)，該電場為勻強電場
B．若將一電子放在（-d＜x＜d）區(qū)間內(nèi)，則電子在x=0處的電勢能最小
C．若將一質(zhì)子在（-d＜x＜0）區(qū)間內(nèi)靜止釋放，則該質(zhì)子在該區(qū)域中運動時的電勢能與動能的總和可能為正
D．若將一質(zhì)子在（-d＜x＜0）區(qū)間內(nèi)靜止釋放，則該質(zhì)子在該區(qū)域中一定做直線運動

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

5．如圖所示的豎直直角坐標平面xoy內(nèi)有兩條過原點的射線OA和OB與x軸的正半軸和負半軸都成45°角，在x軸上方∠AOB區(qū)域間分布著方向垂直紙面向外大小為B1的勻強磁場，在x軸的下方存在著方向垂直紙面向外大小為B2=$\frac{mv}{qL}$勻強磁場，現(xiàn)有一質(zhì)量為m，帶電量為+q的帶電粒子以速度v從位于直線OA上的P（L，L）點豎直向下射出，經(jīng)過測量發(fā)現(xiàn)，此粒子每經(jīng)過相同的時間T會回到P點，（不計粒子重力）
（1）求勻強磁場$\frac{{B}_{1}}{{B}_{2}}$之比；
（2）若保持B2不變，而∠AOB間的磁場方向不變，現(xiàn)從P點向下發(fā)射兩個速度在0～$\frac{v}{2}$圍內(nèi)（0＜v≤$\frac{v}{2}$）與原來相同的帶電粒子（不計兩個粒子間的相互作用力），它們進入∠AOB強磁場后都要經(jīng)過P點，求∠AOB間的磁感應強度的B1′的大小．
（3）在滿足題（2）中的條件下，求從P點出發(fā)后又回到P點的最短時間為多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

6．如圖甲所示，帶電荷的粒子以水平速度V0沿O′的方向從O點連續(xù)射入電場中（O′為平行金屬板M、N間的中線）．M、N板間接有隨時間變化的電壓UMN，兩板間電場可看做是均勻的，且兩板外無電場．緊鄰金屬板右側(cè)有垂直紙面向里的勻強磁場B，分界線為CD，S為屏幕．金屬板間距為d、長度為l，磁場B的寬度為d．已知B=5×10-3T，l=d=0.2m，每個粒子的初速V0=1.0×15m/s，比荷$\frac{q}{m}$=1.0×108C/kg，重力及粒子間相互作用忽略不計，在每個粒子通過電場區(qū)域的極短時間內(nèi)，電場可看做是恒定不變．求：

（1）帶電粒子進入磁場做圓周運動的最小半徑．
（2）帶電粒子射出電場時的最大速度
（3）帶電粒子打在屏幕上的區(qū)域?qū)挾龋?/div>

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