高考物理答题技巧《力矩平衡》高频考点巩固(2017年模拟版)(四)

时间:2017-07-17 08:22:45

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1、选择题  如图,轻杆OA在O点通过铰链和墙壁相连,呈水平状态,AB为细线,现有一质量为m的小铁块沿光滑杆面向右运动,则墙对杆作用力大小将(  )
A.一直增大
B.一直减小
C.先增大后减小
D.先减小后增大
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参考答案:D


本题解析:


本题难度:简单



2、简答题  如图所示,一根长为l的轻质直杆,可绕光滑转轴O自由转动,在其中点、上端分别固定质量均为m的小球B、A,小球A用水平绳系住,使杆与水平面成53°角.
(1)当小球A用水平绳系住时,求杆对小球A的作用力的大小时,某同学解答如下:设杆对小球的作用力的大小为F,对小球受力分析,小球受到重力、绳的水平拉力,及沿杆方向的弹力,因小球受共点力作用平衡,由F合=0,求得杆对球的作用力,由此所得结果是否正确?若正确,请求出结果;若不正确,请说明理由并给出正确的解答.
(2)当释放绳子时,求小球A将要到地面时的速度大小.91考试网


参考答案:(1)不正确,因杆对小球的作用力不是沿杆方向;
设杆对小球的作用力在水平方向分量为Fx,竖直方向为Fy  绳对小球的拉力为T,则
Fy=mg  ①
Fx=T   ②
对小球及杆整体,以O为转动轴,由力矩平衡条件得
Tlsin53°=mglcos53°+mg12lcos53° ③
由③式得T=98mg,所以杆对小球的作用力大小为F=


本题解析:


本题难度:一般



3、简答题  静止在水平地面上的粗细均匀的木棒长为L,质量为M,可绕固定转轴O自由转动.现用一始终垂直棒的作用力F作用于棒的一端,将木棒缓慢拉至竖直位置.则在拉起过程中,拉力F做的功为多少?
下面是某同学的
棒在拉力F作用下转过1/4圆弧,
故F做的功W=F×2πL/4=FπL/2
你认为上述解法是否正确?若正确,
请说明理由;若错误,请给出正确结果,并说明理由.91考试网


参考答案:上述解法不正确.
?因为棒在缓慢拉动过程中有力矩平衡.
由FL=MgL2COSθ?(θ为棒与水平面夹角)可知:
当θ逐渐增大,所以F逐渐减小,F是变力,不可直接用W=FS.
正确解法:
利用动能定理,有?
WF-MgL2=0?
所以WF=MgL2
答:在拉起过程中,拉力F做的功为MgL2.


本题解析:


本题难度:一般



4、简答题  ?如图所示,质量为M=4kg的木板放置在光滑的水平面上,其左端放置着一质量为m=2kg的滑块(视作质点),某时刻起同时给二者施以反向的力,如图,F1=6N,F2=3N,
适时撤去两力,使得最终滑块刚好可到达木板右端,且二者同时停止运动,已知力F2在t2=2s时撤去,板长为S=4.5m,g=10m/s2,求
小题1:? (1) ?力F1的作用时间t1
小题2:? (2)?二者之间的动磨擦因数μ
小题3:? (3)? t2=2s时滑块m的速度大小


参考答案:
小题1:? (1)? t1=1s
小题2:? (2)?μ=0.1
小题3:? (3)?=1m/s


本题解析:
小题1: (1)?以向右为正,?对整体的整个过程,由动量定理得?
F1t1-F2t2="0?" 代入数据得t1=1s
小题2:?在t1时间内,对m,由F合=ma得? F1-μmg=mam?代入数据可得am=2m/s2
m在t1时间内的位移大小S1=am t12?代入数据得 S1=1m
同理在t2时间内,对M有? F2-μmg=MaM?代入数据得? aM=0.25m/s2
M在t2时间内的位移大小S2=aM t22?代入数据得 S2=1m
整个过程中,系统的机械能未增加,由功能关系得? F1S1+F2S2-μmgs="0?"
代入数据得μ=0.1
小题3:在t2=2s内,m先加速后减速,撤去F1后,m的加速度大小为=1m/s2?
所以m在t2=2s时的速度=amt1-(t2-t1)?代入数据得=1m/s


本题难度:简单



5、填空题  一均匀木板AB长12米,重200牛顿,距离A端3米处有一固定转轴O,另一端用绳子悬挂使板保持水平状态,绳子能承受的最大拉力为200牛顿,绳子与板的夹角为30°,重600牛顿的人在距离A端______米的范围内行走是安全的.91考试网


参考答案:根据题意,当人在A端附近时,且绳的拉力为零,由力矩平衡得:
G′l1+312G×32=912G×92
?代入数据解得? l1=1m
? 当人在B端附近时,且绳的拉力为200N,由力矩平衡得:
? G′l2+912G×92=F×9sin30°+312G×32
?代入数据解得?l2=0.5m
故人在A端附近内行走的安全范围是?3-l1=2m,3+l2=3.5m?
即?重600牛顿的人在距离A端 ?2-3.5?米的范围内行走是安全的.?
答案为:2-3.5


本题解析:


本题难度:一般



A bad workman quarrels with his tools. 人笨怨刀钝。

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