练习册

  • 练习册
  • 试题
    精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
    14．如图所示，两根固定在一起的杆放在水平地面上，AC长为6m，AB长为4m，OB长为3m，并与AC垂直．O点为固定在地面上的转动轴，设杆AC质量均匀分布为M=2kg，杆OB质量不计．现有一质量为m=2kg的小滑块从A点以一定的初速沿杆AC向上滑行，物块与AC的摩擦系数μ=0.5，则：
    （1）如果滑块的初速为v0=10m/s时，上滑过程中杆的A端对地面的最小压力为多少？
    （2）如果滑块的初速为v0=12m/s时，上滑过程中杆的A端对地面的最小压力为多少？

    分析 （1）根据牛顿第二定律求出滑块的加速度，根据位移速度关系可得滑块速度等于零时的位移，由力矩的平衡条件可得最小的支持力，由此得到压力大小；
    （2）当v0=12m/s时，计算滑块减速到零的位移，说明滑块已经滑出AC杆，根据力矩的平衡条件求解最小支持力，由此得到压力大小．

    解答 解：（1）设杆AC与地面的夹角为θ，根据几何关系可得tanθ=$\frac{OB}{AB}=\frac{3}{4}$，
    解得θ=37°；
    对滑块，根据牛顿第二定律可得：mgsinθ+μmgcosθ=ma，
    解得a=10m/s2；
    根据位移速度关系可得滑块速度等于零时的位移为：s=$\frac{{v}_{0}^{2}}{2a}=5m$，
    此时物体没有滑出AC杆；
    以杆为研究对象，杆受到重力、支持力N2、支持力N1=mgcos37°、摩擦力f=μmgcos37°，由力矩的平衡条件可得：
    Mg（5-2.4）=mgcos37°（5-4）+μmgcos37°×3+N2×5，
    解得N2=2.4N；
    根据牛顿第三定律可得A端对地面的最小压力为2.4N；
    （2）当v0=12m/s时，滑块减速到零的位移为$s′=\frac{{v}_{0}^{2}}{2a}=7.2m＞6m$，说明滑块已经滑出AC杆，因此压力最小的位置在C点；
    根据力矩的平衡条件可得：Mg×2.6=mgcos37°（6-4）+μmgcos37°×3+N2×5，
    解得：N2=-0.8N，说明在C端时，杆的A端已经离地，所以压力最小为N2=0．
    答：（1）如果滑块的初速为v0=10m/s时，上滑过程中杆的A端对地面的最小压力为2.4N；
    （2）如下滑块的初速为v0=12m/s时，上滑过程中杆的A端对地面的最小压力为0．

    点评 本题主要是考查力矩的平衡条件，解答此类问题的一般步骤是：确定研究对象、进行受力分析、作出力的示意图和支点到作用线的垂直距离，根据力矩的平衡条件进行解答．

    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
    高一 高一免费课程推荐！ 初一 初一免费课程推荐！
    高二 高二免费课程推荐！ 初二 初二免费课程推荐！
    高三 高三免费课程推荐！ 初三 初三免费课程推荐！
    相关习题

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    10．一个正点电荷的电场线分布如图所示，A、B是电场中的两点，EA和EB分别表示A、B两点电场强度的大小，关于EA和EB的关系，下列说法正确的是（　　）
    A．EA＞EB，方向相同B．EA＞EB，方向不同C．EA＜EB，方向相同D．EA＜EB，方向不同

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    5．两绝缘的小物块放在水平的绝缘板上，整体处在向右的匀强电场中，B物体带正电Q，A物体不带电，它们一起在绝缘板上以某一速度匀速运动．现突然使B的带电量消失，A物体带正电Q，则A、B的运动状态可能为（　　）
    A．一起加速运动B．一起匀速运动C．A加速，B匀速D．A加速，B减速

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    2．如图所示，小丽在超市里推车购物，若小车和货物的总质量为20kg，小车在水平推力的作用下由静止开始沿水平地面做匀加速直线运动，加速度大小为0.25m/s2，小车运动了4s，小车运动所受的阻力恒为5N，求：
    （1）推力的大小；
    （2）4s末小车的速度的大小；
    （3）4s末撤去推力，小车还能向前运动多远．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：实验题

    9．如图所示电路是测量电流表内阻Rg的实物连接图，实验的操作步骤如下：
    a．将电阻箱R的电阻调到零；
    b．闭合开关，调节滑动变阻器R1的滑片，使得电流表示数达到满偏电流I0；
    c．保持滑动变阻器的滑片位置不变，调节电阻箱的电阻，使得电流表的示数为$\frac{{I}_{0}}{3}$；
    d．读出电阻箱的电阻R0，可求得电流表的内阻Rg．
    （1）请在方框中画出测量电流表内阻的电路图．
    （2）电流表的内阻Rg与读出的电阻箱电阻R0关系为Rg=$\frac{1}{2}$R0．
    （3）已知电流表的量程50mA，内阻约100Ω．可供选择的滑动变阻器R1有：A．阻值0-10Ω，允许通过最大电流2A；B．阻值0-50Ω，允许通过最大电流1.5A．可供选择的电阻箱R有：C．阻值0-99.9Ω；D．阻值0-999.9Ω．为了比较准确地测量出电流表的内阻，应选用的滑动变阻器R1是A；应选用的电阻箱R是D．（填仪器的字母代号）
    （4）本实验中电流表的测量值Rg测与电流表内阻的真实值Rg真相比，有A．
    A．Rg测＞Rg真        B．Rg测＜Rg真         C．Rg测=Rg真         D．Rg测可能大于Rg真，也可能小于Rg真．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：实验题

    19．某待测电阻Rx（阻值约20Ω）．现在要测量其阻值，实验室还有如下器材：
    A．电流表A1（量程150mA，内阻r1约为10Ω）
    B．电流表A2（量程20Ma，内阻r2=30Ω）
    C．定值电阻R0（100Ω）
    D．滑动变阻器R（0～10Ω）
    E．直流电源E（电动势约4V，内阻较小）
    F．开关S与导线若干
    （1）在测量的读数上，要求电表的示数大于其总量程的$\frac{1}{3}$．请在图3虚线框中画出测量电阻R1的电路图，并标上相应元件的符号．
    （2）写出测量电阻Rx的表达式：Rx=$\frac{{I}_{2}（{r}_{2}+{R}_{0}）}{{I}_{1}-{I}_{2}}$（用已知量和一组直接测得的量的字母表示）．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    6．如图（a），长度L=0.8m的光滑杆左端固定一带正电的点电荷A，其电荷量Q=1.8×10-7C；一质量m=0.02kg，带电量为q的小球B套在杆上．将杆沿水平方向固定于某非均匀外电场中，以杆左端为原点，沿杆向右为x轴正方向建立坐标系．点电荷A对小球B的作用力随B位置x的变化关系如图（b）中曲线I所示，小球B所受水平方向的合力随B位置x的变化关系如图（b）中曲线II所示，其中曲线II在0.16≤x≤0.20和x≥0.40范围可近似看作直线．求：（静电力常量k=9×109N•m/C2）
    （1）小球B所带电量q；
    （2）非均匀外电场在x=0.3m处沿细杆方向的电场强度大小E；
    （3）在合电场中，x=0.4m与x=0.6m之间的电势差U．
    （4）已知小球在x=0.2m处获得v=0.4m/s的初速度时，最远可以运动到x=0.4m．若小球在x=0.16m处又受到方向向右，大小为0.04N的恒力作用后，由静止开始运动，为使小球能离开细杆，恒力作用的最小距离s是多少？

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：实验题

    3．在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，教材中提供了参考案例一：如图所示，两个小车放在光滑水平板上，前段各系一条细绳，绳的另一端跨过定滑轮各挂一个小盘，盘中可放砝码．两个小车后端各系一条细线，用一个黑板擦把两条细线同时按在桌子上，使小车静止，抬起黑板擦，两小车同时开始运动，按下黑板擦，两小车同时停下来．用刻度尺测出两小车通过的位移之比就等于它们的加速度之比．
    （1）上述实验中，作用在小车上的力是通过测量小盘和砝码的重力mg得到的，即F=mg，这样处理会有系统误差，为了减小系统误差，小盘和砝码的质量m与小车的质量M应满足的关系是m＜＜M；为了消除这个系统误差，有同学认为只要换一下研究对象，在探究加速度与合力关系时，将小盘中减掉的砝码放到小车上，合力依然是小盘和砝码的重力mg，系统误差就没有了，他的研究对象应该是小盘、砝码和小车整体；
    （2）该参考案列采用的物理思想方法是BD．
    A．等效法　 B．控制变量法　 C．极限法　 D．转换法．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    4．质量为m的带电小球射入匀强电场后，以方向竖直向上、大小为2g的加速度向下运动，在小球下落h的过程中（　　）
    A．小球的电势能增加了3mghB．小球的动能减少了2mgh
    C．电场力做负功2mghD．小球的重力势能减少了2mgh

    查看答案和解析>>

    同步练习册答案