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12.如圖所示,在傾角θ=30°的斜面上有一塊豎直放置的擋板,在擋板和斜面之間放有一個(gè)光滑圓球,當(dāng)系統(tǒng)靜止時(shí)檔板上的壓力傳感器顯示壓力為20N,試求:
(1)球?qū)π泵娴膲毫蛨A球的重力.
(2)要讓擋板受到壓力為零,整個(gè)裝置可以往哪個(gè)方向做加速運(yùn)動(dòng),且加速度大小為多少?

分析 (1)球受到向下的重力作用,這個(gè)重力總是欲使球向下運(yùn)動(dòng),但是由于擋板和斜面的支持,球才保持靜止?fàn)顟B(tài),因此,球的重力產(chǎn)生兩個(gè)作用效果,故產(chǎn)生兩個(gè)作用效果:使球垂直壓緊檔板的力F1,使球垂直壓緊斜面的力F2,根據(jù)平行四邊形定則作圖分析即可.
(2)擋板壓力為零時(shí),球受重力和支持力,物體沿著水平方向運(yùn)動(dòng),故加速度水平,合力水平,運(yùn)用合成法求解出合力,然后根據(jù)牛頓第二定律求解加速度.

解答 解:(1)球受重力、擋板支持力、斜面支持力,按照作用效果,將重力沿著垂直擋板和垂直斜面方向分解,如圖所示:

結(jié)合幾何知識(shí)可得:
G=\frac{{F}_{1}}{tan30°}=\frac{20}{\frac{\sqrt{3}}{3}}=20\sqrt{3}N
F2=\frac{{F}_{1}}{sin30°}=\frac{20}{\frac{1}{2}}=40N
(2)對(duì)球受力分析,受重力和支持力,合力水平,如圖所示:

合力:F=Gtanθ
根據(jù)牛頓第二定律,有:F=ma
解得:a=gtanθ=10×\frac{\sqrt{3}}{3}=\frac{10}{3}\sqrt{3}m/{s}^{2},水平向左;
故系統(tǒng)向左以\frac{10}{3}\sqrt{3}m/{s}^{2}的加速度勻加速直線運(yùn)動(dòng),或者向右以\frac{10}{3}\sqrt{3}m/{s}^{2}的加速度做勻減速直線運(yùn)動(dòng);
答:(1)球?qū)π泵娴膲毫?0N,圓球的重量為20\sqrt{3}N.
(2)要讓擋板壓力為零,整個(gè)裝置在水平方向上將向左以\frac{10}{3}\sqrt{3}m/{s}^{2}的加速度勻加速直線運(yùn)動(dòng),或者向右以\frac{10}{3}\sqrt{3}m/{s}^{2}的加速度做勻減速直線運(yùn)動(dòng).

點(diǎn)評(píng) 本題第一小問是平衡問題,關(guān)鍵根據(jù)平衡條件列式求解;第二小問關(guān)鍵受力分析后根據(jù)牛頓第二定律求解加速度.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

2.如圖所示,a、b是一對(duì)平行金屬板,板長(zhǎng)及ab間寬均為d,板間存在著方向豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)及方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),一個(gè)不計(jì)重力的帶電粒子從兩板左側(cè)正中位置以初速度v沿平行于金屬板的方向射入,若撤去磁場(chǎng),電場(chǎng)保持不變,則帶電粒子進(jìn)入后將向上偏轉(zhuǎn),并恰好從a板的右邊邊緣飛出,若撤去電場(chǎng),磁場(chǎng)保持不變,則帶電粒子進(jìn)入后將向下偏轉(zhuǎn),并恰好從b板的右邊邊緣處飛出,現(xiàn)電場(chǎng)和磁場(chǎng)同時(shí)存在,下面的判斷中哪個(gè)是正確的( �。�
A.帶電粒子將作勻速直線運(yùn)動(dòng)
B.帶電粒子將偏向a板一方作曲線運(yùn)動(dòng)
C.帶電粒子將偏向b板一方作曲線運(yùn)動(dòng)
D.無(wú)法確定帶電粒子作哪種運(yùn)動(dòng)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

3.他是第一個(gè)把實(shí)驗(yàn)引進(jìn)力學(xué)的科學(xué)家,他利用實(shí)驗(yàn)和數(shù)學(xué)邏輯推理相結(jié)合的方法確定了一些重要的力學(xué)定律,從而有力的推進(jìn)了人類科學(xué)認(rèn)識(shí)的發(fā)展,這位科學(xué)家是( �。�
A.牛頓B.伽利略C.亞里士多德D.胡克

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:填空題

20.如圖所示,A、B是兩塊豎直放置的薄紙片,子彈m以水平初速度穿過(guò)A后再穿過(guò)B,在兩塊紙片上穿過(guò)的兩個(gè)洞高度差為h,A、B距離為l,則子彈的初速度是l\sqrt{\frac{g}{2h}}

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7.我國(guó)的“神舟八號(hào)”飛船與目標(biāo)飛行器“天宮一號(hào)”成功實(shí)現(xiàn)對(duì)接,這在我國(guó)航天史上具有劃時(shí)代意義.假設(shè)“神舟八號(hào)”飛船從橢圓軌道近地點(diǎn)O到達(dá)橢圓軌道的遠(yuǎn)地點(diǎn)P,在P點(diǎn)進(jìn)行變軌,此后它的運(yùn)行軌道變成圓形軌道,如圖所示,則“神舟八號(hào)”飛船( �。�
A.在由橢圓軌道變成圓形軌道過(guò)程中速率始終大于7.9km/s
B.在Q點(diǎn)的加速度比沿圓軌道運(yùn)動(dòng)時(shí)過(guò)P點(diǎn)的加速度小
C.在由橢圓軌道變成圓形軌道過(guò)程中機(jī)械能不變
D.在Q點(diǎn)的機(jī)械能等于沿橢圓軌道運(yùn)動(dòng)時(shí)過(guò)P點(diǎn)的機(jī)械能

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

17.如圖所示,將兩條形磁鐵吸在一起,豎直放置在水平桌面上,處于靜止,磁鐵A在上,磁鐵B在下,下列關(guān)于A、B受力的說(shuō)法中正確的是( �。�
A.B對(duì)A的支持力大小等于A的重力大小
B.B對(duì)A的支持力小于A的重力
C.A對(duì)B的壓力大于B對(duì)A的支持力
D.A對(duì)B的壓力大小等于B對(duì)A的支持力大小

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4.在甲、乙兩圖中,物體A和B在力F作用下一起以相同的速率沿F方向勻速運(yùn)動(dòng),關(guān)于物體A受到的摩擦力,下列說(shuō)法正確的是(  )
A.甲、乙兩圖中A均受到摩擦力的作用,且方向與F方向相同
B.甲、乙兩圖中A均受到摩擦力的作用,且方向與F方向相反
C.甲圖中A不受摩擦力的作用;乙圖中A受摩擦力的作用,方向與F方向相同
D.甲、乙兩圖中A均不受摩擦力的作用

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

1.質(zhì)點(diǎn)受到三個(gè)力的作用,三個(gè)力的大小已知,則三個(gè)力的合力可能為零的是( �。�
A.2N,4N,8NB.2N,3N,6NC.3N,4N,6ND.4N,6N,1N

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

2.如圖所示,矩形線圈abcd的匝數(shù)為N=50匝,線圈ab的邊長(zhǎng)為l1=0.2m,bc的邊長(zhǎng)為l2=0.25m,在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=0.4T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,繞垂直于磁感線且通過(guò)線圈中線的OO′軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng),轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω=10πrad/s,若線圈自身電阻為r=1Ω,負(fù)載電阻R=9Ω.試求:
(1)穿過(guò)線圈平面的最大磁通量Φm;
(2)求線圈中產(chǎn)生的最大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大�。�
(3)若線圈從圖示位置開始,轉(zhuǎn)過(guò)900產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大�。�

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