Question

如图所示，一个轻质直角形薄板ABC，AB=0.80m，AC=0.60 m，在A点固定一垂直于薄板平面的光滑转动轴，在薄板上D点固定一个质量为m=0.40kg的小球，现用测力计竖直向上拉住B点，使AB水平，如图（a），测得拉力F₁=2.0N；再用测力计竖直向上拉住C点，使AC水平，如图（b），测得拉力F₂=2.0N（g取10m/s²，sin37°=0.6，cos37°=0.8）。求：

（1）小球和转动轴的距离AD；

（2）在如图（a）情况下，将小球移动到BC边上距离A点最近处，然后撤去力F₁，薄板转动过程中，AB边能转过的最大角度；

（3）在第（2）问条件下，薄板转动过程中，B点能达到的最大速度。

 

Answer 1

【答案】

(1)0.5m  (2)74°（3）2.32m/s

【解析】

试题分析：（1）设小球D距AC为x，距AB为y。

根据力矩平衡得：

 

所以    

（2）设AD连线与AC边的夹角为θ，由几何关系可知。根据机械能守恒定律得AD边转过的最大角度是2θ，所以AB边转过的最大角度是2θ=74°

（3）根据机械能守恒定律，小球运动到最低点时，重力势能最小，动能最大

在转动过程中，薄板上各点角速度相同，所以

考点：本题考查了力矩平衡 机械能守恒定律