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如图所示,斜面底端与一水平板左端a相接,平板长2L,中心C固定在高为R=L=1m的竖直支架上,支架的下端与垂直于纸面的固定转轴O连接,因此平板可绕转轴O沿顺时针方向翻转。当把质量m=0.5kg的小物块A轻放在C点右侧离C点0.2 m处时,平板左端a恰不受支持力。A与斜面间和平板的动摩擦因数均为μ=0.2,A从斜面由静止下滑,不计小物块在a处碰撞时的能量损失。重力加速度g=10 m/s2。现要保证平板不翻转,求:

(1)小物块能在平板上滑行的最大距离。

(2)有同学认为,在h0一定的情况下,平板是否翻转与斜面的倾角有关,倾角越大,越容易翻转。请用相关知识分析上述认识是否正确。

(3)若h0=1m,斜面倾角不能超过多大?

 

【答案】

(1)1m(2)见解析(3)

【解析】求出摩擦力,根据车矩平衡求出最大距离;讨论到C点的情况来判断;根据所给数据,利用动能定律求出角度。

(1) (4分) 滑动摩擦力 (1分) 

其顺时针力矩为Mf=fR=1Nm (1分)

平板的重力矩为M=mgd=0.5×10×0.2Nm=1Nm,(1分)

根据力矩平衡条件可得小物块在平板上滑行的最大距离为1m. (1分)

(2) (3分)要使平板发生翻转,小物块至少要滑到C点右侧。由于小物块在平板上克服摩擦力做功是确定的,所以在h0一定的情况下,斜面倾角越大,克服斜面摩擦力做的功就越小,能滑行的距离就越长,即平板越容易翻转。(列式说明同样给分)

(3) (5分)设小物块恰好能滑到C点,

由动能定理得  (2分)

式中   (2分)

,代入数据,解得  (1分)

 

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

(2012?长宁区二模)如图所示,斜面底端与一水平板左端a相接,平板长2L,中心C固定在高为R=L=1m的竖直支架上,支架的下端与垂直于纸面的固定转轴O连接,因此平板可绕转轴O沿顺时针方向翻转.当把质量m=0.5kg的小物块A轻放在C点右侧离C点0.2m处时,平板左端a恰不受支持力.A与斜面间和平板的动摩擦因数均为μ=0.2,A从斜面由静止下滑,不计小物块在a处碰撞时的能量损失.重力加速度g=10m/s2.现要保证平板不翻转,求:
(1)小物块能在平板上滑行的最大距离.
(2)有同学认为,在h0一定的情况下,平板是否翻转与斜面的倾角有关,倾角越大,越容易翻转.请用相关知识分析上述认识是否正确.
(3)若h0=1m,斜面倾角不能超过多大?

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,斜面底端与一水平板左端a相接,平板长2L,中心C固定在高为R=L=1m的竖直支架上,支架的下端与垂直于纸面的固定转轴O连接,因此平板可绕转轴O沿顺时针方向翻转。当把质量m=0.5kg的小物块A轻放在C点右侧离C点0.2 m处时,平板左端a恰不受支持力。A与斜面间和平板的动摩擦因数均为μ=0.2,A从斜面由静止下滑,不计小物块在a处碰撞时的能量损失。重力加速度g=10 m/s2。现要保证平板不翻转,求:

(1)小物块能在平板上滑行的最大距离。

(2)有同学认为,在h0一定的情况下,平板是否翻转与斜面的倾角有关,倾角越大,越容易翻转。请用相关知识分析上述认识是否正确。

(3)若h0=1m,斜面倾角不能超过多大?

 

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科目:高中物理 来源:2012届上海市长宁区高三4月教学质量检测(二模)物理试卷2(带解析) 题型:计算题

如图所示,斜面底端与一水平板左端a相接,平板长2L,中心C固定在高为R=L=1m的竖直支架上,支架的下端与垂直于纸面的固定转轴O连接,因此平板可绕转轴O沿顺时针方向翻转。当把质量m=0.5kg的小物块A轻放在C点右侧离C点0.2 m处时,平板左端a恰不受支持力。A与斜面间和平板的动摩擦因数均为μ=0.2,A从斜面由静止下滑,不计小物块在a处碰撞时的能量损失。重力加速度g="10" m/s2。现要保证平板不翻转,求:

(1)小物块能在平板上滑行的最大距离。
(2)有同学认为,在h0一定的情况下,平板是否翻转与斜面的倾角有关,倾角越大,越容易翻转。请用相关知识分析上述认识是否正确。
(3)若h0=1m,斜面倾角不能超过多大?

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科目:高中物理 来源: 题型:

 一轻质细绳一端系一质量为kg的小球A,另一端挂在光滑水平轴O上,O到小球的距离为L=0.1m,小球跟水平面接触,但无相互作用,在球的两侧等距离处分别固定一个光滑的斜面和一个竖直挡板,如图所示,斜面底端与竖直挡板间水平面的距离s为2m,动摩擦因数为0.25.现有一小滑块B,质量也为m,从斜面上滑下,与小球碰撞时木块和小球交换速度,与挡板碰撞不损失机械能.若不计空气阻力,并将滑块和小球都视为质点,g取10m/s2,试问:

(1)若滑块B从斜面某一高度h处滑下与小球第一次碰撞后,使小球恰好在竖直平面内

做圆周运动,求此高度h.

(2)若滑块Bh=5m处滑下,求滑块B与小球第一次碰后瞬间绳子对小球的拉力.

(3)若滑块Bh=5m 处下滑与小球碰撞后,小球在竖直平面内做圆周运动,求小球做完整圆周运动的次数.

 

 

 

 

 

 

 

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