17.如圖,OA為輕桿,AB為細(xì)線,現(xiàn)有一質(zhì)量為m的小鐵塊沿光滑桿面向右運(yùn)動(dòng),則墻對(duì)桿作用力大小將( 。 
A.一直增大B.一直減小C.先增大后減小D.先減小后增大

分析 先以O(shè)為支點(diǎn),小鐵塊和輕板整體為研究對(duì)象,根據(jù)力矩平衡條件得,得到繩子的拉力與鐵塊滑行距離x的關(guān)系,根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件,運(yùn)用正交分解法研究鉸鏈對(duì)板作用力的大小.

解答 解:設(shè)小鐵塊滑行的距離為x,鐵塊的重力為mg,輕板長(zhǎng)為L(zhǎng),以O(shè)支點(diǎn),根據(jù)力矩平衡得:mgx=TLsinθ
得:$T=\frac{mgx}{Lsinθ}$
設(shè)鉸鏈對(duì)板作用力的大小為F,將F分解為水平向右的分力Fx和豎直向上的分力Fy,由平衡條件得:Fx=Tcosθ,
Tsinθ+Fy=mg
聯(lián)立解得:Fx=mgcotθ•$\frac{x}{L}$,F(xiàn)y=mg(1-$\frac{x}{L}$)
設(shè)$\frac{x}{L}$=y
又:F=$\sqrt{{{F}_{x}}^{2}+{{F}_{y}}^{2}}$=mg$\sqrt{(cotθy)^{2}+(1-y)^{2}}$=mg$\sqrt{(cot{θ}^{2}+1){y}^{2}-2y+1}$
根據(jù)數(shù)學(xué)知識(shí)得知,F(xiàn)先減小后增大.
故選:D

點(diǎn)評(píng) 本題運(yùn)用力矩平衡和共點(diǎn)力平衡相結(jié)合研究物體平衡問題,關(guān)鍵是得到鉸鏈對(duì)板作用力的大小為F與x的關(guān)系,考查運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決物理問題的能力.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

7.一物理興趣小組利用學(xué)校實(shí)驗(yàn)室的數(shù)字實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)探究物體作圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)向心力與角速度、半徑的關(guān)系.
(1)首先,他們讓一砝碼做半徑r為0.08m的圓周運(yùn)動(dòng),數(shù)字實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)通過測(cè)量和計(jì)算得到若干組向心力F和對(duì)應(yīng)的角速度ω,如表.請(qǐng)你根據(jù)表中的數(shù)據(jù)在圖1所示的坐標(biāo)上繪出F-ω的關(guān)系圖象.
實(shí)驗(yàn)序號(hào)12345678
F/N2.421.901.430.970.760.500.230.06
ω/rad•s-128.825.722.018.015.913.08.54.3
(2)通過對(duì)圖象的觀察,興趣小組的同學(xué)猜測(cè)F與ω2成正比.你認(rèn)為,可以通過進(jìn)一步的轉(zhuǎn)換,通過繪出F與ω2關(guān)系圖象來確定他們的猜測(cè)是否正確.

(3)在證實(shí)了F∝ω2之后,他們將砝碼做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑r再分別調(diào)整為0.04m、0.12m,又得到了兩條F-ω圖象,他們將三次實(shí)驗(yàn)得到的圖象放在一個(gè)坐標(biāo)系中,如圖2所示.通過對(duì)三條圖象的比較、分析、討論,他們得出F∝r的結(jié)論,你認(rèn)為他們的依據(jù)是做一條平行與縱軸的輔助線,觀察和圖象的交點(diǎn)中力的數(shù)值之比是否為1:2:3.
(4)通過上述實(shí)驗(yàn),他們得出:做圓周運(yùn)動(dòng)的物體受到的向心力F與角速度ω、半徑r的數(shù)學(xué)關(guān)系式是F=kω2r,其中比例系數(shù)k的大小為0.038,單位是kg.

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8.如圖所示,磁場(chǎng)與線圈平面垂直,先后以速度v1和v2勻速把一矩形線圈拉出有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,v1=3v2.在先后兩種情況下( 。
A.線圈中的感應(yīng)電流之比I1:I2=1:3
B.線圈中的感應(yīng)電流之比I1:I2=3:1
C.線圈中產(chǎn)生的焦耳熱之比Ql:Q2=3:1
D.通過線圈某截面的電荷量之比Ql:Q2=1:1

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5.一定量的理想氣體從狀態(tài)a開始,經(jīng)歷三個(gè)過程ab、bc、ca回到原狀態(tài),其p-T圖象如圖所示.下列判斷正確的是( 。
A.過程ab中氣體體積保持不變
B.過程bc中氣體從外界吸熱
C.過程ca中外界對(duì)氣體所做的功等于氣體所放的熱
D.a、b和c三個(gè)狀態(tài)中,狀態(tài)c分子的平均動(dòng)能最小
E.b和c兩個(gè)狀態(tài)中,容器壁單位面積單位時(shí)間內(nèi)受到氣體分子撞擊的次數(shù)不同

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12.在傾角為37度的斜坡上,從A點(diǎn)水平拋出一個(gè)物體,物體落在斜坡上的B點(diǎn).測(cè)得A、B兩點(diǎn)間的距離是75米,求物體拋出時(shí)初速度的大小,并求落到B點(diǎn)時(shí)的速度的大。╯in37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2

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2.利用傳感器與計(jì)算機(jī)結(jié)合,可以自動(dòng)作出物體運(yùn)動(dòng)的圖象.某同學(xué)在一次實(shí)驗(yàn)中得到運(yùn)動(dòng)小車的速度圖象v-t如圖所示,由此圖象可知( 。
A.小車做曲線運(yùn)動(dòng)
B.18 s時(shí)的加速度大于13 s時(shí)的加速度
C.13 s末小車距離出發(fā)點(diǎn)最遠(yuǎn)
D.小車前10S內(nèi)的平均速度比后10 S內(nèi)的平均速度大

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9.如圖所示,光滑桿MON的MO部分水平放置,NO部分豎直放置,P為MO上的一點(diǎn),OP間的距離為$\frac{L}{2}$,兩個(gè)小環(huán)A和B的質(zhì)量均為m,分別套在OM和ON上面,之間用一根長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕繩連接起來.開始時(shí),A球在水平拉力F的作用下靜止在P點(diǎn),現(xiàn)在改變拉力F的大小,使A球向右緩慢移動(dòng).則在A球向右緩慢移動(dòng)的過程中(B球還未上升到O點(diǎn)),以下說法中錯(cuò)誤的是( 。
A.OM對(duì)A球的支持力保持不變
B.AB之間的輕繩中的張力逐漸變大
C.力F逐漸變小
D.當(dāng)A球向右緩慢移動(dòng)一段距離后,撤去力F,A球?qū)㈤_始向左運(yùn)動(dòng),若當(dāng)A球經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)速度為v,則此時(shí)B球的速度為$\frac{\sqrt{3}}{3}$V

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6.某同學(xué)在研究性學(xué)習(xí)中利用光電門針對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)進(jìn)行了研究.如圖1所示,用鐵架臺(tái)固定豎直長(zhǎng)木板,光電門A、B分別固定在長(zhǎng)木板上,AB相距S=41cm;現(xiàn)從光電門A上方某高度靜止釋放一個(gè)小球,其直徑d用20分度的游標(biāo)卡尺測(cè)出,游標(biāo)卡尺的示數(shù)如圖2所示.小球通過A、B的時(shí)間分別為△t1=1.05×10-2s、△t2=3.50×10-3s.回答下列問題:

(1)由圖2所示,讀出小球直徑d=10.50mm;
(2)物體通過光電門A時(shí)的瞬時(shí)速度為1m/s,物體通過光電門B時(shí)的瞬時(shí)速度為3m/s
(3)物體的加速度a=9.76m/s2;(計(jì)算結(jié)果取三位有效數(shù)字)

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4.如圖所示裝置,從A板釋放的一個(gè)無初速電子向B板方向運(yùn)動(dòng),下列對(duì)電子的描述中錯(cuò)誤的是( 。
A.電子到達(dá)B板時(shí)的動(dòng)能是eUB.電子從B板到C板時(shí)動(dòng)能變化為零
C.電子到達(dá)D板時(shí)動(dòng)能是3eUD.電子在A板和D板之間往復(fù)運(yùn)動(dòng)

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