如图所示,一水平轻杆一端固定在竖直细杆上的O点.一轻质弹性绳下端固定在杆底端A点,另一端穿过一固定在B点的光滑小环与套在水平杆上的小球连接,OB间距离为l.弹性绳满足胡克定律,原长等于AB距离,劲度系数为k=mgl,且始终不超过弹性限度.小球质量为m,与水平杆间的动摩擦因数为µ=0.6,最大静摩擦力等于滑动摩擦力.P为水平杆上的一点,OP距离为l.已知弹性绳的弹性势能表达式为Ep=12kx2,其中x为弹性绳的形变量.不计其它阻力,重力加速度为g.
(1)若小球静止在P点,求小球受到的摩擦力大小;
(2)若整个装置以竖直杆为轴匀速转动,小球始终位于P点,求转动角速度的最大值;
(3)若装置绕竖直杆由静止缓慢加速转动,使小球由O点缓慢移动到P点,求该过程中外力对装置所做的功.
mg
l
1
2
k
x
2
【答案】(1)小球受到的摩擦力大小为mg;
(2)转动角速度的最大值为;
(3)外力对装置所做的功为2.8mgl.
(2)转动角速度的最大值为
11
g
5
l
(3)外力对装置所做的功为2.8mgl.
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:84引用:1难度:0.6
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