题目内容
【题目】如图所示,两物块A、B套在水平粗糙的CD杆上,并用不可伸长的轻绳连接,整个装置能绕过CD中点的轴OO'转动。已知两物块质量相等,杆CD对物块A、B的最大静摩擦力大小相等,开始时绳子处于自然长度(绳子恰好伸直但无弹力),物块A到OO'轴的距离为物块B到OO'轴距离的2倍,现让该装置从静止开始转动,使转速逐渐增大,在从绳子处于自然长度到两物块A、B即将滑动的过程中,下列说法正确的是( )
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A. 物块A受到的合外力一直在增大
B. 物块A受到的摩擦力一直在增大
C. 物块B受到的静摩擦力先增大后减小
D. 物块B受到的静摩擦力先增大后减小再增大
【答案】AD
【解析】
在转动过程中,两物体都需要向心力来维持,一开始是静摩擦力作为向心力,当摩擦力不足以做向心力时,绳子的拉力就会来做补充,速度再快,当这2个力的合力都不足以做向心力时,物体将会发生相对滑动,根据向心力公式进行讨论即可求解。
根据向心力公式,F向=m
,在发生相对滑动前物体的半径是不变的,质量也不变,随着速度的增大,A所受的向心力增大,而向心力就是物体的合力,故A正确。开始角速度较小时,两物体均靠静摩擦力提供向心力,角速度增大,静摩擦力增大,根据f=mrω2,知
,随着角速度的增大,A先达到最大静摩擦力,A先使绳子产生拉力的,所以当绳子刚好产生拉力时,B受静摩擦力作用且未到最大静摩擦力,随着角速度的增大,对B,拉力和静摩擦力的合力提供向心力,角速度增大,则B的静摩擦力会减小,然后反向增大。对A,拉力和最大静摩擦共同提供向心力,角速度增大,静摩擦力不变。可知A的静摩擦力先增大达到最大静摩擦力后不变,B的静摩擦力先增大后减小,再增大。故BC错误,D正确,故选AD。
【题目】在做“研究匀变速直线运动”的实验中:
(1)实验室提供了以下器材:电磁打点计时器、一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线和开关、低压交流电源、复写纸、弹簧测力计。其中在本实验中不需要的器材是________。
(2)如图所示,是某同学由打点计时器得到的表示小车运动过程的一条清晰纸带,纸带上两相邻计数点间还有四个点没有画出,打点计时器打点的时间间隔T=0.02s,其中x1=7.05cm、x2=7.68cm、x3=8.33cm、x4=8.95cm、x5=9.61cm、x6=10.23cm。
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下表列出了打点计时器打下B、C、F时小车的瞬时速度,请在表中填入打点计时器打下D、E两点时小车的瞬时速度(小数点后保留三位数字)。
位置 | B | C | D | E | F |
速度(m·s-1) | 0.737 | 0.801 | 0.992 |
(3)以A点为计时起点,在坐标图中画出小车的速度—时间关系图线。
(4)根据你画出的小车的速度—时间的关系图线计算出的小车的加速度a=________m/s2。
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