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如图所示,有一粗细均匀,重为40N,长为4m的长木板AB,置于支架上,支点为O,...

如图所示,有一粗细均匀,重为40N,长为4m的长木板AB,置于支架上,支点为O,且AO=1m,长木板的右端用绳子系住,绳子另一端固定在C处,当长木板AB水平时,绳与水平成30°的夹角,且绳子所能承受的最大拉力为60N.一个质量为5kg的体积不计的滑块M在F=10N的水平拉力作用下,从AO之间某处以v=1m/s的速度向B端匀速滑动,求:(g=10N/kg)
(1)滑块匀速运动时所受的摩擦力的大小;
(2)滑块在什么范围内滑动才能使AB保持水平.

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(1)物体匀速直线运动时处于平衡状态,水平方向受到的两个力为平衡力,根据二力平衡条件求出滑块匀速运动时所受的摩擦力的大小; (2)当M在O点左侧且绳子的拉力为0时,根据杠杆的平衡条件得出滑块水平平衡的最左侧位置;当在O点右侧且拉力为60N时,根据杠杆的平衡条件得出滑块在O点最右侧的位置,即可得出滑块移动的范围,要注意均匀杠杆的重心位于几何中心上. 【解析】 (1)滑块匀速运动时处于平衡状态,水平方向的拉力和受到的摩擦力是一对平衡力, 所以根据二力平衡条件可知:f=F=10N; (2)滑块的重力G=mg=5kg×10N/kg=50N, 当M在O点左侧离O点L1米,且绳子的拉力T=0,则 G•L1+GOA•LOA=GOB•LOB,即50N×L1+10N××1m=30N××3m, 解得:L1=0.8m; 当M在O点右侧离O点L2米时,且绳子的拉力T=60N,则 GOA•LOA=G•L2+GOB•LOB-T•LOBsin30°,即10N××1m=50N×L2+30N××3m-60N×3m×, 解得:L2=1m, 故滑块在O点左侧0.8m到右测1m范围内滑动才能使AB保持水平. 答:(1)滑块匀速运动时所受的摩擦力为10N; (2)滑块在O点左侧0.8m到右测1m范围内滑动才能使AB保持水平.
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考点分析:
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 液体种类 实验序号 物体重力
G(N)
 弹簧测力计示数F(N) 物体受到浮力F(N) 排开液体体积V(cm3
 水
ρ=1.0g/cm3
 1 2 1.5  50
 2 1.0 1.0 100
 3 0.5 1.5 150
 酒精
ρ酒精=0.8g/cm3
 4 2 1.6 0.4 50
 5 1.2 0.8 100
 6 0.8 1.2 150
(1)分析表中数据,实验所用物体的重力为______N,第一次实验中物体所受的浮力F=______N.
(2)分析比较实验序号1、2和3(或4、5和6)可初步得出结论:当液体的种类相同时,排开液体的体积越______,浸在液体中的物体受到的浮力越大;分析比较实验序号______可初步得出结论:当排开液体的体积相同时,液体的密度越大,浸在液体中的物体受到的浮力越大.
(3)请你计算出第一次实验中物体排开水受到的重力G=______N.通过比较每次实验中物体受到的浮力和它排开液体的重力的关系,还可以验证______原理.
(4)本实验在探究“浮力的大小与哪些因素”有关时,选用了不同液体并进行了多次实验,其目的是为了______(选填字母序号).
A.寻找普遍规律
B.取平均值减小误差
(5)实验中小明同学观察到将同一个物体浸没在密度越大的液体中时,弹簧测力计的示数越______.于是他灵机一动在弹簧测力计下挂一个重1.5N的物块,如图甲所示;当他把物块浸没在水中时,如图乙所示,弹簧测力计的读数为0.5N,他就在0.5N处对应标上1.0g/cm3的字样;当他把物块浸没在酒精中时,如图丙所示,应该在弹簧测力计刻度盘的______N处对应标上0.8g/cm3字样,聪明的他就将图甲所示装置改装成了一个能测液体密度的密度秤.
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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