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如图(甲)所示,ABCO是固定在一起的T型支架,水平部分AC是质量为M=2kg、...

如图(甲)所示,ABCO是固定在一起的T型支架,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,支架可绕水平轴O在竖直面内自由转动,A端搁在左侧的平台上.已知AB长度l1=0.75m,OB长度h=0.5m.现有一质量为m=2kg的物块(可视为质点)以v0=3m/s的水平初速度滑上AC板,物块与AC间动摩擦因数μ=0.5.问:T型支架是否会绕O轴翻转?

某同学的解题思路如下:

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支架受力情况如图(乙),设支架即将翻转时物块位于B点右侧x处,根据力矩平衡方程:Mg(l1 满分5 manfen5.com)=FN•x,式中FN=mg,解得x=0.2m.

此时物块离A端s1=l1+x=0.95m.

然后算出物块以v0=3m/s的初速度在AC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,请指出该同学的错误之处,并用正确的方法算出结果.

 

该同学的思路不正确.该同学分析支架受力时,漏掉了物块对AC的摩擦力,力矩平衡方程有错.T型支架会绕O轴翻转. 【解析】 试题分析:先仔细分析该同学的解题思路,先判断是否正确,再指出错误后,分析支架受力时,漏掉了物块对AC的摩擦力,力矩平衡方程有错,再根据正确的思路由力矩平衡方程列式进行完善求解即可. 【解析】 该同学的思路不正确. 该同学分析支架受力时,漏掉了物块对AC的摩擦力,力矩平衡方程有错.考虑物块对AC的摩擦力,力矩平衡方程为: 式中FN=mg,Ff=μFN=μmg 得到: 代入数据得x=0,即物块沿AC滑行s1=0.75m到达B点时,支架恰好翻转. 物块在AC上滑行时,根据牛顿第二定律,得: μmg=ma 解得:a= μg= 5m/s2 物块在AC上最多能滑行的距离为: 由于s2>s1,所以T型支架会翻转. 答:该同学的思路不正确.该同学分析支架受力时,漏掉了物块对AC的摩擦力,力矩平衡方程有错.T型支架会绕O轴翻转. 【点评】这是一道创新错解分析题型,一般不可能给完全正确的思路给考生,都会有所遗漏,但给的思路也很有参考价值,注意去找出错在哪改正即可.注意这种题一般要先下结论,再书写过程.  
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考点分析:
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如图(a)所示,质量为m=2kg的物块以初速度v0=20m/s从图中所示位置开始沿粗糙水平面向右运动,同时物块受到一水平向左的恒力F作用,在运动过程中物块速度随时间变化的规律如图(b)所示,g取10m/s2.试求:

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(1)物块在0 4s内的加速度a1的大小和4 8s内的加速度a2的大小;

(2)恒力F的大小及物块与水平面间的动摩擦因数μ.

 

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改进后的“研究有固定转动轴物体平衡条件”的实验装置如图所示,力传感器、定滑轮固定在横杆上,替代原装置中的弹簧秤.已知力矩盘上各同心圆的间距为5cm.

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(1)(多选题)做这样改进的优点是

A.力传感器既可测拉力又可测压力

B.力传感器测力时不受主观判断影响,精度较高

C.能消除转轴摩擦引起的实验误差

D.保证力传感器所受拉力方向不变

(2)某同学用该装置做实验,检验时发现盘停止转动时G点始终在最低处,他仍用该盘做实验.在对力传感器进行调零后,用力传感器将力矩盘的G点拉到图示位置,此时力传感器读数为3N.再对力传感器进行调零,然后悬挂钩码进行实验.此方法      (选填“能”、“不能”)消除力矩盘偏心引起的实验误差.已知每个钩码所受重力为1N,力矩盘按图示方式悬挂钩码后,力矩盘所受顺时针方向的合力矩为      N•m.力传感器的读数为      N.

 

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学生实验“用DIS研究机械能守恒定律”的装置如图(a)所示,某组同学在一次实验中,选择DIS以图象方式显示实验的结果,所显示的图象如图(b)所示.图象的横轴表示小球距D点的高度h,纵轴表示摆球的重力势能EP、动能Ek或机械能E.试回答下列问题:

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(1)在定量研究机械能守恒定律之前需要进行定性研究的实验,实验中用到图中的定位挡片,它的作用是      .(单项选择)

(A)保证小球每次从同一高度释放.

(B)保证小球每次摆到同一高度.

(C)观察受到阻挡后小球能否摆到另外一侧接近释放时的同一高度.

(D)观察受到阻挡前后小球在两侧用时是否相同.

(2)图(a)所示的实验装置中,传感器K的名称是     

(3)图(b)的图象中,表示小球的重力势能EP、动能Ek、机械能E随小球距D点的高度h变化关系的图线分别是      (按顺序填写相应图线所对应的文字).

 

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如图所示为一个小球做平抛运动的闪光照片的一部分,图中背景方格的边长均为5cm.如果取g=10m/s2,那么:小球运动中水平分速度的大小是      m/s;小球经过B点时的速度大小是      m/s.

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如图所示为“研究电磁感应现象”的实物连接图,闭合电键时发现灵敏电流计G指针向左偏转,则当电键闭合稳定后,将滑动变阻器的滑片P从a向b匀速滑动的过程中,灵敏电流计G指针的偏转情况是      (选填“向左偏转”、“向右偏转”、“不动”);将线圈A从线圈C中拔出,则与缓慢拔出相比,快速拔出时灵敏电流计G的指针偏转角度      (选填“更大”、“更小”或“相同”).

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