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3 |
4 |
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 |
解得x=0.2m.
此时钢块离A端
s1=
3 |
4 |
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.
第一问 车和物体收到的力都是摩擦力
f=μmg 车的加速度a1=f/M=μmg/M=1m/s^2
滑块的加速度a2=f/m=μmg/m=5m/s^2
第二问 S=2.7m
假设不能从车上滑出 那么滑块最后必定停留在车上 并且和车具有同样的末速度 设为v'
因为系统在水平方向上所受的合外力为零 所以满足动量守恒
Mv+mv0=(M+m)*v' → v'=v0*m/(M+m)=7.5*10/(10+50)=1.25m/s
然后我们看能量 如果系统的初动能减去末动能 小于摩擦力所能做的最大功(就是滑块滑到头 但没掉下来) 那么假设成立 反之 不成立 不能明白的话 我们看下面具体的解答
先求系统的末动能 Ek'=1/2(M+m)v'^2=1/2*(50+10)*1.25^2=46.875(J)
系统的初动能 Ek=1/2mv0^2=1/2*10*7.5^2=281.25(J)
摩擦力所能做的最大功 W=fs=μmgs=0.5*10*10*3=150(J)
Ek-Ek'>W 所以也就是说 系统的初动能被摩擦力消耗掉一部分后【克服摩擦力做功】 所剩下的动能 还是要大于他们最后一起以同样的速度运动时的动能 因此滑块最后不肯能停在车上
那么 我们就来求滑块落地时与平板车右端间的水平距离
因为滑块滑出小车后 在水平方向上和小车都是做匀速运动
所以他们之间的距离 就是他们的速度差乘以滑块落地所需的时间
那么 我们就需要算出滑块的末速度v'和小车的末速度v''
现在有两个未知数 那就必须有两个方程
第一个方程是能量方程 Ek-W=1/2mv'^2+1/2Mv''^2
第二个方程是动量方程 mv0=mv'+Mv''
联立这两个方程 解得 v''=0.5m/s 或 v''=2m/s(舍掉)
从而得到v'=5m/s
接下来算滑块落地要多长时间
由h=1/2gt^2 带入数据 得t=0.6s
所以最后的答案: S=(v'-v'')*t=4.5*0.6=2.7m
查看习题详情和答案>>
(1)小球直径为0.50cm,由此可知小球通过光电门的速度vB=
(2)实验测得轨道离地面的高度h=0.441m,小球的平均落点P到轨道末端正下方O点的距离x=0.591m,则由平抛运动规律解得小球平抛的初速度v0=
(3)在误差允许范围内,实验结果满足小球通过光电门的速度vB与由平抛运动规律求解的平抛初速度v0满足
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9.8m/s2,计算结果保留三位有效数字.
①用游标卡尺测得小球直径如图乙所示,则小球直径为d=
②实验测得轨道离地面的高度h=0.441m,小球的平均落点P到轨道末端正下方O点的距离x=0.591m,则由平抛运动规律解得小球平抛的初速度v0=
③在误差允许范围内,实验结果满足小球通过光电门的速度vB与由平抛运动规律求解的平抛初速度v0满足
某同学解法如下:当砂轮静止时,把AB杆和工件看成一个物体,由力矩的平衡,得:F0
l |
2 |
l |
2 |
解得:FB=
1 |
2 |
d |
l |
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(1)判断该同学的解法是否正确?若正确,请求出FB的数值;若错误,请列出正确的方程式,并求出FB的数值.
(2)若施于B端竖直向下的力FB的作用点沿AB杆以0.1m/s的速度向左匀速运动,要保持工件对砂轮的压力F0仍为80N,则求出FB随时间变化的函数关系式.
(3)若FB=200N时杆会断裂,求FB从B点开始运动的时间,并在图2中作出FB-t图象.