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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
(1)0.5m  (2)74°(3)2.32m/s

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
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,固定在竖直面内的光滑半圆形轨道与粗糙水平轨道在口点平滑连接,轨道半径R=0.5m,一质量m=0.2kg的小物块(可视为质点)放在水平轨道上的A点,A与B相距L=10m,物块与水平轨道间的动摩擦因数=0.1。现用一水平恒力F向右推物块,已知F=3N,当物块运动到C点时撤去该力,设C点到A点的距离为x。在圆轨道的最高点D处安装一压力传感器,当物块运动到D点时传感器就会显示相应的读数FN,压力传感器所能承受的最大压力为90N,g取10m/s2

(1)要使物块能够安全通过圆轨道的最高点D,求x的范围;
(2)在满足(1)问的情况下,在坐标系中作出压力传感器的读数FN与x的关系图象。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

在“互成角度的两个力合成”实验中,用A、B两只弹簧秤把皮条上的结点拉到某一位置O,这时AO、BO间夹角∠AOB<90°,如图所示,现改变弹簧秤A的拉力方向,使α角减小,但不改变它的拉力大小,那么要使结点仍被拉到O点,就应调节弹簧秤B拉力的大小及β角,在下列调整方法中,哪些是不可行的?(  )
A.增大B的拉力和β角
B.增大B的拉力,β角不变
C.增大B的拉力,减小β角
D.B的拉力大小不变,增大β角

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科目:高中物理 来源:不详 题型:填空题

“研究合力与分力的关系”的实验情况如图甲所示,其中A为橡皮条的固定点,用两个弹簧秤同时拉橡皮条,把结点拉到O位置,再用一个弹簧秤将橡皮条的结点再次拉到O位置,图乙是在白纸上根据实验结果画出的图.
(1)图乙中的F与F′两力中,方向一定沿AO方向的是______.
(2)本实验采用的科学方法是______
A.理想实验法 B.等效替代法 C.控制变量法 D.建立物理模型
(3)其中正确的是______(填入相应的字母)
A.两根细绳必须等长
B.橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上
C.在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与,木板平面平行.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:多选题

在“互成角度的两个力的合成”的实验中,某同学进行了以下步骤的实验:其中该同学在实验中有明显错误或疏漏的步骤是(  )
A.用图钉把白纸钉在方木板上
B.把方木板平放在水平桌面上,用图钉把橡皮条的一端固定在A点,橡皮条的另一端拴上两细绳套,记下橡皮条自由伸长时结点O的位置
C.用两个弹簧秤分别钩住细绳套,互成角度的拉橡皮条,使橡皮条伸长,并记下弹簧秤的拉力大小F1和F2
D.按选定的标度,以F1和F2的大小为邻边利用刻度尺和三角板作平行四边形,画出两力所夹平行四边形的对角线为合力F
E.只用一只弹簧秤通过细绳套拉橡皮条,使橡皮伸长任意值后,记下弹簧秤的读数和细绳的方向,用刻度尺按选定的标度沿记录的方向作出这只弹簧秤的拉力F′的图示
F.比较力F′与用平行四边形定则求出的合力F在大小和方向上是否相同

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如果“力的平等四边形定则”如图所示实验得到验证,且图中的每个砝码质量相同,那么图中
cosα
cosβ
=______.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:填空题

如图为悬挂街灯的支架示意图,横梁BE质量为6kg,重心在其中点。直角杆A.DC重力不计,两端用铰链连接。已知BE=3m,BC=2m,∠A.CB=30°,横梁E处悬挂灯的质量为2kg,则直角杆对横梁的力矩为_______N·m,直角杆对横梁的作用力大小为_______N。(重力加速度g=l0m/s2

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

重为60N的均匀直杆AB一端用铰链与墙相连,另一端用一条通过定滑轮M的绳子系住,如图所示,绳子一端与直杆AB的夹角为30°,绳子另一端在C点与AB垂直,AC=0.1AB。滑轮与绳重力不计。求:
(1)B点与C点处绳子的拉力TBTC的大小。
(2)轴对定滑轮M的作用力大小。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图(a)所示,ABCO是固定在一起的T型支架,其中水平部分AC是质量为M=2kg、长度为L=1m的匀质薄板,OB是轻质硬杆,下端通过光滑铰链连接在水平地面上,可绕水平轴O在竖直面内自由转动,支架A端搁在左侧平台上.已知AB的长度l1=
3
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L,OB的长度h=0.5m.现有一质量为m=2kg的钢块(可看成质点)以v0=3m/s的水平初速度滑上AC板,钢块与板间动摩擦因数μ=0.5.问:T型支架会不会绕O轴翻转?(g=10m/s2
某同学的解题思路如下:
支架受力情况如图(b),设支架即将翻转时钢块位于B右侧x处,根据力矩平衡的方程:
Mg(l1-
L
2
)=N?x,式中N=mg,
解得x=0.2m.
此时钢块离A端
s1=
3
4
L+x=0.95m.
然后算出钢块以v0=3m/s的初速度在AC板上最多能滑行的距离s2

比较这两个距离:
若s2≤s1,则T型支架不会绕O轴翻转;
若s2>s1,则会绕O轴翻转.
请判断该同学的解题思路是否正确.若正确,请按照该思路,将解题过程补充完整,并求出最后结果;若不正确,请用自己的方法算出正确的结果.

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