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如图所示,某橡皮绳在弹性限度内的劲度系数k=400N/m,现在把该橡皮绳的一端固...

如图所示,某橡皮绳在弹性限度内的劲度系数k=400N/m,现在把该橡皮绳的一端固定在A点,跨过与A等高的定滑轮B后在另一端D悬挂一个沙桶PP的总质量M=2kg,现有另一个沙桶Q挂在AB间橡皮绳的C点上,稳定后∠ACB=120°。忽略各接触点间的摩擦,并假设橡皮绳始终未超过弹性限度,g10m/s2。求:

(1)此时橡皮绳的形变量;

(2)此时沙桶Q的总质量m

(3)AB两点间的距离为cm,现在只往沙桶Q缓慢加沙直至沙桶Q的总质量变为m,求稳定后沙桶Q下降的距离x(橡皮绳始终能绕过定滑轮B)

 

(1)0.05m (2)2kg (3)5cm 【解析】 (1)各接触点间的摩擦忽略不计,故两个沙桶稳定时,橡皮绳上的弹力处处相等,均为 FT=Mg=20 N① 由胡克定律可得此时橡皮绳的伸长量为 Δx=m=0.05 m② (2)对C点受力分析,由平衡条件得 mg=2FTcos()③ 解得: m=2 kg。④ (3)沙桶Q的总质量变为m后,沙桶Q下降的距离即为C点下降的距离,如图所示。 此时沙桶P的总质量不变,故橡皮绳上的弹力仍为 FT=Mg=20 N⑤ 对C'点受力分析,由平衡条件得 mg=2FTcos α⑥ 联立④⑤⑥解得: α=30°⑦ 由几何关系可得,此时沙桶Q下降的距离为 ⑧ 联立⑦⑧解得: x=5 cm。  
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考点分析:
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如图(a)所示,三棱柱的左、右两侧斜面的倾角α=β=45°,物块PQ用跨过光滑定滑轮的轻绳相连,分别放在两侧的斜面上,此时物块P恰好不向下滑动且物块Q恰不受摩擦力。已知物块P的质量M=2kgPQ与斜面之间的动摩擦因数均为μ=0.2,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。

(1)求物块Q的质量m

(2)如图(b)所示,将三棱柱缓慢绕右侧棱边顺时针转动15°角,物块Q恰好不下滑,求此时物块P所受的摩擦力。

 

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如图所示,光滑绝缘的斜面与水平面的夹角为θ,导体棒ab静止在斜面上,ab与斜面底边平行,通有图示的恒定电流I,空间充满竖直向上的匀强磁场,磁感应强度大小为B,现缓慢增大θ(0<θ<90°),若电流I不变,且ab始终静止在斜面上(不考老磁场变化产生的影响),下列说法正确的是

A.B应缓慢减小

B.B应缓慢增大

C.B应先增大后减小

D.B应先减小后增大

 

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如图所示是某同学自制的灵敏电流表简易图,在光滑的倾角为θ的斜面上,有两个劲度系数均为k的绝缘轻质弹簧,上端固定在斜面的横梁PQ上,下端和一质量为m的均匀细金属杆MN相连.在矩形区域abcd内有磁感应强度为B、方向垂直斜面向里的匀强磁场,磁场边界ab的长度为l1bc的长度为l2MN的长度为l3,且l3>l1,用柔软的金属导线将金属杆MN两端分别和正、负接线柱AB相连.当MN中没有电流通过且处于静止状态时,MNadbc中点连线重合,指针指在标尺的零刻度;当MN中有电流通过时,指针所指示数可表示电流的大小,且规定电流方向从M指向N时为正.已知MNPQ始终和斜面底边相平行,柔软导线对MN没有力的作用,弹簧的压缩、拉伸均在弹性限度内,重力加速度为g,则(  )

A.灵敏电流表的示数为零时,每条弹簧的伸长量为

B.弹簧的弹力为零时,灵敏电流表的示数为,电流是从A接线柱流入的

C.电流表的刻度不均匀,且零刻度线上方的刻度线分布较密集

D.电流表零刻度线下方为负值,最大刻度值为

 

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美国物理学家密立根(R.A.Millikan)于20世纪初进行了多次实验,比较准确的测定了电子的电荷量,其实验原理可以简化为如下模型:两个相距为d的平行金属板AB水平放置,两板接有可调电源.从A板上的小孔进入两板间的油滴因摩擦而带有一定的电荷量,将两板间的电势差调节到U时,带电油滴恰好悬浮在两板间;然后撤去电场,油滴开始下落,由于空气阻力,下落的油滴很快达到匀速下落状态,通过显微镜观测这个速度的大小为v,已知这个速度与油滴的质量成正比,比例系数为k,重力加速度为g.则计算油滴带电荷量的表达式为(    )

A.

B.

C.

D.

 

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如图所示,水平地面上固定着一个三棱柱,其左侧光滑,倾角为α;右侧粗糙,倾角为β.放置在三棱柱上的物块A和物块B通过一根跨过顶端光滑定滑轮的细绳相连,若物块A和物块B始终保持静止.下列说法正确的是(  )

A.仅增大角α(小于90°),物块B所受的摩擦力一定增大

B.仅增大角α(小于90°),物块B对三棱柱的压力可能减小

C.仅增大角β(小于90°),细绳的拉力一定增大

D.仅增大角β(小于90°),地面对三棱柱的支持力不变

 

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