题目内容

4.如图所示,一辆小车静止在水平地面上,车内固定着一个倾角为60°的光滑斜面OA,光滑挡板OB可绕转轴O在竖直平面内转动.现将一重力为G的圆球放在斜面与挡板之间,挡板与水平面的夹角θ=60°.下列说法正确的是(  )
A.若保持挡板不动,则球对斜面的压力大小为G
B.若挡板从图示位置顺时针方向缓慢转动60°,则球对斜面的压力逐渐增大
C.若挡板从图示位置顺时针方向缓慢转动60°,则球对挡板的压力先减小后变大
D.若保持挡板不动,使小车水平向右做匀加速直线运动,则球对挡板的压力可能为零

分析 以球为研究对象,球处于静止状态,受力平衡,对球进行受力分析,求出挡板对球的作用力,
若挡板从图示位置顺时针方向缓慢转动60°,分析小球受力情况,作出力图,运用图解法,分析支持力的变化情况即可.

解答 解:A、球处于静止状态,受力平衡,对球进行受力分析,如图所示:
FA、FB以及G构成的三角形为等边三角形,
根据几何关系可知,FA=FB=G,故A正确;
B、若挡板从图示位置顺时针方向缓慢转动60°,根据图象可知,FB先减小后增大,根据牛顿第三定律可知,球对挡板的压力先减小后增大,故B错误,C正确;
D、若保持挡板不动,使小车水平向右做匀加速直线运动,当FA和重力G的合力正好提供加速度时,球对挡板的压力为零,故D正确.
故选:ACD

点评 本题运用图解法,分析动态平衡问题,比较直观简便,也可以采用函数法,由数学知识分析力的变化.

练习册系列答案
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15.如图1所示,将打点计时器固定在铁架台上,用重物带动纸带从静止开始自由下落,利用此装置可验证机械能守恒定律.

①已准备的器材有打点计时器(带导线)、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物,此外还需要的器材是D(填字母代号).
A.直流电源、天平及砝码      B.直流电源、毫米刻度尺
C.交流电源.天平及砝码      D.交流电源、毫米刻度尺
②实验中需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v和下落高度h.某同学对实验得到的纸带,设计了以下四种测量方案,这些方案中合理的是:D.
A.用刻度尺测出物体下落的高度h,由打点间隔数算出下落时间t,通过v=gt计算出瞬时速度v
B.用刻度尺测出物体下落的高度h,并通过v=$\sqrt{2gh}$计算出瞬时速度v
C.报据做匀变速直线运动时,纸带上某点的瞬时速度等于这点前后相邻两点间的平均速度,测算出瞬时速度v,并通过计算得出高度h
D.用刻度尺测出物体下落的高度h,根据做匀变速直线运动时,纸带上某点的瞬时速度等于这点前后相邻两点间的平均速度,测算出瞬时速度v
③安装好实验装置,正确进行实验操作,从打出的纸带中选出符合要求的纸带,如图2所示.图中O点为打点起始点,且速度为零.选取纸带上打出的连续点A、B、C、…作为计数点,测出其中E、F、G点距起始点O的距离分別为h1、h2、h3.已知重锤质量为m,当地重力加速度为g,计时器打点周期为T.为了验证此实验过程中机械能是否守恒,需要计算出从O点到F点的过程中,重锤重力势能的减少量△Ep=mgh2,动能的增加量△Ek=$\frac{m({h}_{3}-{h}_{2})^{2}}{8{T}^{2}}$(用题中所给字母表示)
④实验结果往往是重力势能的减少量略大于动能的增加量子,关于这个误差下列说法正确的是BD.
A.该误差属于偶然误差
B.该误差属于系统误差
C.可以通过多次测量取平均值的方法来减小该误差
D.可以通过减小空气阻力和摩擦阻力的影响来减小该误差
⑤某同学在实验中发现重锤增加的动能略小于重锤减少的重力势能,于是深入研究阻力对本实验的影响.若重锤所受阻力为f.重锤质量为m,重力加速度为g.他测出各计数点到起始点的距离h,并计算出各计数点的速度v,用实验测得的数据绘制出v2-h图线,如图3所示,图象是一条直线,此直线斜率k=$\frac{2(mg-f)}{m}$(用题中字母表示).
已知当地的重力加速度g=9.8m/s2,由图线求得重锤下落时受到阻力与重锤所受重力的百分比为$\frac{f}{mg}$=2.0% (保留两位有效数字).

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