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如图所示,质量m=2.0kg的小铁块静止于水平导轨AB的A端,导轨及支架ABCD...

manfen5.com 满分网如图所示,质量m=2.0kg的小铁块静止于水平导轨AB的A端,导轨及支架ABCD总质量M=4.0kg,形状及尺寸已在图中注明,该支架只可以绕着过D点的转动轴在图示竖直平面内转动.为简便起见,可将导轨及支架ABCD所受的重力看作集中作用于图中的O点.现用一沿导轨的拉力F通过细线拉铁块,假定铁块起动后立即以0.1m/s的速度匀速运动,此时拉力F=10N.
(1)铁块运动时所受摩擦力多大?
(2)铁块对导轨的摩擦力的力臂多大?
(3)从铁块运动时起,导轨(及支架)能保持静止的最长时间是多少?(g=10N/kg)
(1)由题意知:铁块起动后立即以0.1m/s的速度匀速运动,此时拉力就等于铁块运动时所受摩擦力; (2)铁块对导轨的摩擦力作用线沿着导轨AB,所求力臂即为力的作用点D到AB的距离; (3)设当铁块运动到E点时,支架刚好开始转动,此时过E点的竖直线在D点右侧,距D点为x,根据杠杆平衡条件及已知条即可求得的. 【解析】 (1)铁块起动后匀速运动,此时拉力就等于铁块运动时所受摩擦力, 用f表示铁块所受摩擦力,f=F=10N. (2)铁块对导轨的摩擦力作用线沿着导轨AB,所求力臂即为D到AB的距离.用L表示该力臂,L=0.8m. (3)设当铁块运动到E点时,支架刚好开始转动,此时过E点的竖直线在D点右侧,距D点为x,根据杠杆平衡条件及已知条件:4.0×10×0.1=2.0×10x+10×0.8(只要意义正确,其他形式也同样给分) 得x=-0.2m,s=5s 答:(1)铁块运动时所受摩擦力为10N; (2)铁块对导轨的摩擦力的力臂为0.8m; (3)从铁块运动时起,导轨(及支架)能保持静止的最长时间是5s.
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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