如圖一所示,ABCD是一個(gè)T型支架,已知整個(gè)支架的質(zhì)量為m1=5kg,質(zhì)心在BD上、離B點(diǎn)0.2m的O點(diǎn)處,BD=0.6m,D點(diǎn)通過鉸鏈連接在水平地面上,ABC部分成為一斜面,與水平地面間的夾角為37°,且AB=BC.現(xiàn)有一質(zhì)量為m2=10kg的鋼塊以v=4m/s的初速度滑上ABC斜面,鋼塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.25.問:T型支架會(huì)不會(huì)繞D點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)?

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某同學(xué)的解題思路如下:
可以先算出鋼塊靜止在ABC上恰好使支架轉(zhuǎn)動(dòng)的位置,如圖二所示.根據(jù)支架受力情況寫出此時(shí)力矩平衡的式子:MN=Mf+MG,可根據(jù)該式子求出該位置到C點(diǎn)的距離S1;
( MN、Mf、MG分別是鋼塊對(duì)斜面的壓力的力矩、摩擦力的力矩以及T型支架自身重力的力矩,其中N=m2gcos37°,f=m2gsin37°.)
然后算出鋼塊以4m/s的速度在斜面上最多能滑行的距離S2;
比較這兩個(gè)距離:若S1≥S2,則T型支架不會(huì)繞D點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng);若S1<S2,則會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng).
請(qǐng)判斷該同學(xué)的解題思路是否正確,若正確,請(qǐng)按照該思路,寫出詳細(xì)的解題過程,求出結(jié)果;若不正確,請(qǐng)給出你認(rèn)為的正確解法.
該同學(xué)的思路中有一些錯(cuò)誤.                         
鋼塊在斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí),對(duì)斜面產(chǎn)生的摩擦力是滑動(dòng)摩擦力,方向沿斜面向上,恰好轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的力矩平衡的表達(dá)式應(yīng)該是:
   MN+Mf=MG
m2gcos37°×(S1-0.8)+μm2gcos37°×0.6=m1g×0.4sin37°            
可解出S1=0.8m,
另外,鋼塊沿斜面向上滑動(dòng)的加速度為a=
mgsin37°+μmgcos37°
m
=gsin37°+μgcos37°=8m/s2,
若斜面固定鋼塊最多能滑行的距離S2=
v2
2a
=1.0m,則 S1<S2,所以T型支架會(huì)繞D點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng).           
答:該同學(xué)的思路中有一些錯(cuò)誤.T型支架會(huì)繞D點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng).
練習(xí)冊(cè)系列答案
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如圖一所示,ABCD是一個(gè)T型支架,已知整個(gè)支架的質(zhì)量為m1=5kg,質(zhì)心在BD上、離B點(diǎn)0.2m的O點(diǎn)處,BD=0.6m,D點(diǎn)通過鉸鏈連接在水平地面上,ABC部分成為一斜面,與水平地面間的夾角為37°,且AB=BC.現(xiàn)有一質(zhì)量為m2=10kg的鋼塊以v=4m/s的初速度滑上ABC斜面,鋼塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.25.問:T型支架會(huì)不會(huì)繞D點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)?

某同學(xué)的解題思路如下:
可以先算出鋼塊靜止在ABC上恰好使支架轉(zhuǎn)動(dòng)的位置,如圖二所示.根據(jù)支架受力情況寫出此時(shí)力矩平衡的式子:MN=Mf+MG,可根據(jù)該式子求出該位置到C點(diǎn)的距離S1
( MN、Mf、MG分別是鋼塊對(duì)斜面的壓力的力矩、摩擦力的力矩以及T型支架自身重力的力矩,其中N=m2gcos37°,f=m2gsin37°.)
然后算出鋼塊以4m/s的速度在斜面上最多能滑行的距離S2;
比較這兩個(gè)距離:若S1≥S2,則T型支架不會(huì)繞D點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng);若S1<S2,則會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng).
請(qǐng)判斷該同學(xué)的解題思路是否正確,若正確,請(qǐng)按照該思路,寫出詳細(xì)的解題過程,求出結(jié)果;若不正確,請(qǐng)給出你認(rèn)為的正確解法.

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖一所示,abcd是位于豎直平面內(nèi)的邊長(zhǎng)為10cm的正方形閉合金屬線框,線框的質(zhì)量為m=0.02Kg,電阻為R=0.1Ω. 在線框的下方有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,MN是勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域的水平邊界,并與線框的bc邊平行,磁場(chǎng)方向與線框平面垂直. 現(xiàn)讓線框由距MN的某一高度從靜止開始下落,經(jīng)0.2s開始進(jìn)入磁場(chǎng),圖二是線框由靜止開始下落的速度一時(shí)間圖象。空氣阻力不計(jì), g取10m/s2求:

(1)金屬框剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度;

(2)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度;

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科目:高中物理 來源:2013屆上海理工大學(xué)附屬中學(xué)高二下學(xué)期期末考試物理試卷(解析版) 題型:選擇題

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A、t1時(shí)刻感應(yīng)電流為零

B、t1時(shí)刻MN受到的安培力為零

C、MN中產(chǎn)生的感應(yīng)電流隨時(shí)間均勻變化

D、MN受到的安培力隨時(shí)間均勻變化

 

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請(qǐng)判斷該同學(xué)的解題思路是否正確,若正確,請(qǐng)按照該思路,寫出詳細(xì)的解題過程,求出結(jié)果;若不正確,請(qǐng)給出你認(rèn)為的正確解法.

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