高考物理试题《力矩平衡》高频试题强化练习(2018年最新版)(七)

时间:2018-10-02 04:00:32

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1、选择题  用不等臂的天平称物体的质量,物体放在右盘时,称得质量为m1;放在左盘时,称得质量为m2。则物体质量是
[? ]





参考答案:C


本题解析:


本题难度:一般



2、简答题  如图(a)所示,ABCO是固定在一起的T型支架,其中水平部分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,可绕水平轴O在竖直面内自由转动,支架A端搁在左侧平台上.已知AB的长度l1=

3
4
L,OB的长度h=0.5m.现有一质量为m=2kg的钢块(可看成质点)以v0=3m/s的水平初速度滑上AC板,钢块与板间动摩擦因数μ=0.5.问:T型支架会不会绕O轴翻转?(g=10m/s2)
某同学的解题思路如下:
支架受力情况如图(b),设支架即将翻转时钢块位于B右侧x处,根据力矩平衡的方程:
Mg(l1-
L
2
)=N?x,式中N=mg,
解得x=0.2m.
此时钢块离A端
s1=
3
4
L+x=0.95m.
然后算出钢块以v0=3m/s的初速度在AC板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,请用自己的方法算出正确的结果.


参考答案:该同学的结论不正确.
钢块在杆上运动时,对杆产生的摩擦力是滑动摩擦力,方向沿杆向右,该力对轴O同样有力矩作用.
支架恰好不翻转的力矩平衡方程应该是
Mg(l1-L2)=N?x+f?h;
式中N=mg,f=μN=μmg
带入数据:2×10×(0.75-0.5)=2×10x+0.5×2×10×0.5
可解得:x=0,所以只要钢块沿杆滑行s1=0.75m到达B点,支架即翻转.
另外,钢块沿杆滑行时,有
μmg=ma,解得a=μg=5m/s2
钢块在杆上最多能滑行的距离
S2=v202a=322×5m=0.9m
由于S2>S1,所以当钢块滑到B点时T型支架就会翻转.
答:当钢块滑到B点时T型支架就会翻转.


本题解析:


本题难度:一般



3、计算题  (6分)杠杆的动力臂L1为2米,阻力臂L2为0.2米,若阻力F2为300牛,求杠杆平衡时的动力F1??


参考答案:30N


本题解析:? .3分
? 3分
本题考查力矩的平衡问题,根据力矩公式求解
点评:知道动力臂、阻力臂大小、阻力大小,利用杠杆平衡条件求动力大小,本题考查了学生对杠杆平衡条件的掌握和运用,属于基础题目


本题难度:简单



4、选择题  如图所示,abc为质量均匀的直角等边曲杆,曲杆可绕c端的光滑铰链,在竖直平面内转动。若施加在a端的力F始终竖直向上,在曲杆顺时针缓慢转动900(从实线转到虚线)的过程中,力F的力矩M大小的变化情况是 

A.一直M减小
B.M一直增大
C.M先减小后增大
D.M先增大后减小


参考答案:D


本题解析:曲杆的重心在ac连线的中点处,设ac的长度为L,重量为G,ac与竖直方向的夹角为,根据力矩平衡可得在移动过程中在增大,所以M在增大,当=90°时达到最大,之后再向上拉动,减小,所以M减小,故M先增大后减小,D正确。


本题难度:一般



5、简答题  如图所示,一块质量均匀、水平放置的绝缘平板长2m,其左端A靠在竖直墙面上,中心C固定在高1m的支架上,支架下端与水平固定转轴O连接,平板可绕转动轴O沿顺时针方向翻转.在平板A点处有一质量为0.1kg的带正电小物体M以初速v0开始向右运动,物体与平板间的动摩擦因数μ=0.2.试求:
(1)为使平板不翻倒,物体的初速v0的最大值.
(2)若物体所带电量q=10-5C,在整个空间加场强为E=3×104?N/C、水平向左的匀强电场,则为使平板不翻倒,物体的初速v0的最大值又可以为多少?
(3)与(2)条件相同,若物体的初速v0=2m/s,物体与墙面碰撞时能量不损失,则当物体最终停止时,运动的总路程为多少?91考试网


参考答案:(1)设为使平板不翻倒,物体向右滑行的最大距离为s.
平板刚要翻倒时,由力矩平衡条件得? mg(LAC-s)=μmgLOC?
解得? s=0.8m?
物体的加速度大小为a=μmgm=μg=2m/s2
则?v0≤


本题解析:


本题难度:一般




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