20.如圖,質(zhì)量為m的均勻半圓形薄板,可以繞光滑水平軸A在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動,AB是它的直徑,O是圓心.在B點(diǎn)作用一個豎直向上的力F使薄板平衡,此時AB恰處于水平位置,若保持力F始終豎直向上,在F作用下使薄板繞A點(diǎn)沿逆時針方向緩慢轉(zhuǎn)動,直到AB接近豎直位置的過程中,力F對應(yīng)的力矩為M,則M、F大小變化情況是(  )
A.M變小,F(xiàn)不變B.M、F均變大
C.M、F均先變大再變小D.M先變大再變小,F(xiàn)始終變大

分析 以A點(diǎn)為支點(diǎn),拉力F有力矩,重力也有力矩,找出重心后,根據(jù)力矩平衡條件列式分析即可.

解答 解:以A點(diǎn)為支點(diǎn),拉力F有力矩,重力也有力矩;設(shè)重力的作用點(diǎn)在P點(diǎn),如圖:

保持力F始終豎直,在F作用下使薄板繞A點(diǎn)沿逆時針方向緩慢轉(zhuǎn)動,直到AB到達(dá)豎直位置的過程中,重心P與A點(diǎn)的水平距離先變大后變小,故重力的力矩M′先變大后變。欢Φ牧Ρ凼侵饾u變。
設(shè)AB與豎直方向夾角為θ,根據(jù)力矩平衡條件,有:
F•2Rsinθ=M=M′
故:F=$\frac{M}{2Rsinθ}$,故F先增加后減;
故選:C.

點(diǎn)評 本題關(guān)鍵是以A為支點(diǎn),然后根據(jù)力矩平衡條件列式分析,注意物體的重心不在O點(diǎn).

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:解答題

4.在水平地面上放著一個質(zhì)量為10kg的木箱,木箱和地面間的動摩擦因數(shù)為0.3,一人用水平拉力使木箱以0.5m/s2的加速度做勻加速直線運(yùn)動,通過的位移為10m,求各力所做的功和合外力對木箱做的總功.

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科目:高中物理 來源:2016-2017學(xué)年河南鄲城縣第一高中高二上第二次考物理卷(解析版) 題型:選擇題

下列關(guān)于電場強(qiáng)度和電勢的敘述正確的是( )

A. 在勻強(qiáng)電場中,場強(qiáng)處處相同,電勢也處處相等

B. 在正點(diǎn)電荷形成的電場中,離點(diǎn)電荷越遠(yuǎn),電勢越高,場強(qiáng)越小

C. 等量同種點(diǎn)電荷形成的電場中,取無限遠(yuǎn)處為電勢零點(diǎn),兩電荷連線中點(diǎn)的電勢不為零,場強(qiáng)為零

D. 在任何電場中,場強(qiáng)越大的地方,電勢也越高

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

8.針對目前難以處理的輕質(zhì)油和化工原料的海洋油污染,中科院電工研究所電磁推進(jìn)組提出了磁流體海洋浮油回收新技術(shù),于2004年成功研制了海洋浮油回收試驗(yàn)船(如圖甲),船體結(jié)構(gòu)如圖乙所示,試驗(yàn)船的俯視圖如圖丙所示,MM1N1N區(qū)域中L1=4cm,L2=$16\sqrt{39}$cm,通道側(cè)面NN1、MM1用金屬板制成,并分別與電源的正、負(fù)極相接,區(qū)域內(nèi)有豎直向上的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T的勻強(qiáng)磁場.當(dāng)油污海水進(jìn)入高×寬=3cm×4cm的通道后,水平方向的電流通過海水,海水在安培力作用下加速,和油發(fā)生摩擦起電,使上面的浮油層帶正電,并在庫侖力作用下變成直徑0.5mm左右小油珠.油珠在橫向的洛侖茲力作用下,逐漸向某一側(cè)面運(yùn)動,海水在船尾的出口被噴出,油通過N1處的油污通道流入油污收集箱而被排出.當(dāng)船速為v0=8m/s,電流為I=10A時,油污的回收率(回收到的油與從入口進(jìn)入的油的比值)恰好達(dá)到100%.假設(shè)浮油通過磁場邊界MN前已成為帶電小油珠,表面油層中的電場力、油珠之間的相互作用力、海水對油層的帶動均可忽略,油層在海面上的厚度均勻.試完成下列問題:

(1)判斷海水所受的安培力的方向,并求出安培力大。
(2)船速為v0=8m/s,電流為I=10A時,油珠的比荷$\frac{q}{m}$為多少?
(3)若小油珠的比荷只與電流的平方根成正比,則當(dāng)船速到達(dá)v=16m/s,電流仍為I=10A時,油污的回收率為多少?若油污的回收率要達(dá)到100%,則電流至少要多少?(已知$\sqrt{624}$≈24.98)

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

15.某一空間存在著磁感應(yīng)強(qiáng)度為B且大小恒定、方向隨時間t做周期性變化的勻強(qiáng)磁場(如圖甲所示),磁場變化的周期為T,規(guī)定垂直紙面向里的磁場方向?yàn)檎粋帶正電的粒子從a點(diǎn)開始只在磁場力的作用恰能按a→b→c→d→e→f的順序做橫“∞”字曲線運(yùn)動(即如圖乙所示的軌跡,兩圓的半徑可為任意值),則(  )
A.在t=$\frac{T}{4}$時給粒子一個沿切線方向水平向右的初速度可以實(shí)現(xiàn)該運(yùn)動軌跡
B.在t=$\frac{3T}{8}$時給粒子一個沿切線方向水平向右的初速度可以實(shí)現(xiàn)該運(yùn)動軌跡
C.在t=$\frac{5T}{8}$時給粒子一個沿切線方向水平向左的初速度可以實(shí)現(xiàn)該運(yùn)動軌跡
D.該粒子的比荷$\frac{q}{m}$=$\frac{4π}{BT}$

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

5.類比的方法是一種有效的學(xué)習(xí)方法,通過歸類和比較,有助于理解和掌握新的概念、新的知識.下列類比說法中錯誤的是( 。
A.點(diǎn)電荷可以與質(zhì)點(diǎn)類比,都是一種理想化模型
B.電場力做功可以與重力做功類比,兩種力做功均與路徑無關(guān)
C.磁感線可以與電場線類比,都是用假想的曲線形象描繪“場”
D.機(jī)械能守恒定律可以與能量守恒定律類比,都是在滿足一定條件下所遵循的物理規(guī)律

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

12.一個帶負(fù)電的小球在輕繩拉力作用下在光滑絕緣水平面上繞著豎直方向的軸O在勻強(qiáng)磁場中做逆時針方向的勻速圓周運(yùn)動,磁場方向豎直向下,其俯視圖如圖所示.若小球運(yùn)動到A點(diǎn)時繩子突然斷開,關(guān)于小球在繩斷開后可能的運(yùn)動情況,以下說法中正確的是(  )
A.小球做逆時針勻速圓周運(yùn)動,半徑大于原繩長
B.小球做逆時針勻速圓周運(yùn)動,半徑等于原繩長
C.小球做順時針勻速圓周運(yùn)動,半徑大于原繩長
D.小球做順時針勻速圓周運(yùn)動,半徑小于原繩長

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

9.在“測定金屬的電阻率”實(shí)驗(yàn)中,所用測量儀器均已校準(zhǔn),待測金屬絲接入電路部分的長度約為50cm.
①用螺旋測微器測量金屬絲的直徑,其中某一次測量結(jié)果如圖1所示,其讀數(shù)應(yīng)為0.399mm (該值接近多次測量的平均值).
②用伏安法測金屬絲的電阻Rx.實(shí)驗(yàn)所用器材為:電池組(電動勢3V,內(nèi)阻約1Ω)、電流表(內(nèi)阻約0.1Ω)、電壓表(內(nèi)阻約3kΩ)、滑動變阻器R(0~20Ω,額定電流2A)、開關(guān)、導(dǎo)線若干.

某小組同學(xué)利用以上器材正確連接好電路,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測量,記錄數(shù)據(jù)如下:
次數(shù)1234567
U/V0.100.300.701.001.501.702.30
I/A0.0200.0600.1600.2200.3400.4600.520
由以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知,他們測量Rx是采用圖2中的甲圖(選填“甲”或“乙).
③圖3是測量Rx的實(shí)驗(yàn)器材實(shí)物圖,圖中已連接了部分導(dǎo)線,滑動變阻器的滑片P置于變阻器的一端.請根據(jù)(2)所選的電路圖,補(bǔ)充完成圖3中實(shí)物間的連線,并使閉合開關(guān)的瞬間,電壓表或電流表不至于被燒壞.

④這個小組的同學(xué)在坐標(biāo)紙上建立U、I坐標(biāo)系(圖4),并描繪出U-I圖線.由圖線得到金屬絲的阻值Rx=4.5Ω(保留兩位有效數(shù)字).

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

7.氘核、氚核、中子、氦核的質(zhì)量分別是m1、m2、m3和m4,如果氘核和氚核結(jié)合生成氦核,則下列說法中正確的是( 。
A.核反應(yīng)方程為${\;}_{1}^{2}$H+${\;}_{1}^{3}$H→${\;}_{2}^{4}$He+${\;}_{0}^{1}$n
B.這是一個裂變反應(yīng)
C.核反應(yīng)過程中的質(zhì)量虧損△m=m3+m4-(m1+m2
D.核反應(yīng)過程中釋放的核能△E=(m1+m2-m3-m4)c2

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同步練習(xí)冊答案