圖1所示是用電動(dòng)砂輪打磨工件的裝置.砂輪的轉(zhuǎn)軸通過(guò)圖中O點(diǎn)垂直于紙面,AB是一長(zhǎng)度l=0.50m、質(zhì)量m1=1kg的均勻剛性細(xì)桿,可繞過(guò)A端的固定軸在豎直面(圖中紙面)內(nèi)無(wú)摩擦地轉(zhuǎn)動(dòng).工件C固定在AB桿上,其質(zhì)量m2=2kg,工件的重心、工件與砂輪的接觸點(diǎn)P以及O點(diǎn)都在過(guò)AB中點(diǎn)的豎直線上,P到AB桿的垂直距離d=0.1m.AB桿始終處于水平位置,砂輪與工件之間的動(dòng)摩擦系數(shù)μ=0.5.當(dāng)砂輪逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),要使工件對(duì)砂輪的壓力F0=80N,則施于B端豎直向下的力FB應(yīng)是多大?(g取10m/s2
某同學(xué)解法如下:當(dāng)砂輪靜止時(shí),把AB桿和工件看成一個(gè)物體,由力矩的平衡,得:F0
l
2
F0d=(m1+m2)g
l
2
+FBl

解得:FB=
1
2
[F0-(m1+m2)g]+μF0
d
l


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(1)判斷該同學(xué)的解法是否正確?若正確,請(qǐng)求出FB的數(shù)值;若錯(cuò)誤,請(qǐng)列出正確的方程式,并求出FB的數(shù)值.
(2)若施于B端豎直向下的力FB的作用點(diǎn)沿AB桿以0.1m/s的速度向左勻速運(yùn)動(dòng),要保持工件對(duì)砂輪的壓力F0仍為80N,則求出FB隨時(shí)間變化的函數(shù)關(guān)系式.
(3)若FB=200N時(shí)桿會(huì)斷裂,求FB從B點(diǎn)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的時(shí)間,并在圖2中作出FB-t圖象.
(1)該解法錯(cuò)誤.    
砂輪作用于工件的摩擦力的力矩方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较颍茫?span mathtag="math" >F0
l
2
F0d+(m1+m2)g
l
2
+FBl
解得:FB=
1
2
[F0-(m1+m2)g]-μF0
d
l

代入數(shù)據(jù),得:FB=17N
(2)經(jīng)過(guò)時(shí)間t,推力作用點(diǎn)左移vt,根據(jù)力矩平衡條件,有
F0
l
2
F0d+(m1+m2)g
l
2
+FB(l-Vt)

解得:FB=
17
1-0.2t
(N)  (0≤t<5s)       
(3)FB=
17
1-0.2t
=200N,則:t=4.575s
如圖所示

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答:(1)該同學(xué)的解法是錯(cuò)誤的,正確解法如上,F(xiàn)B的數(shù)值為17N;
(2)若FB隨時(shí)間變化的函數(shù)關(guān)系式為:FB=
17
1-0.2t
(N) (0≤t<5s);
(3)FB從B點(diǎn)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為4.575s,F(xiàn)B-t圖象如上.
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

圖1所示是用電動(dòng)砂輪打磨工件的裝置.砂輪的轉(zhuǎn)軸通過(guò)圖中O點(diǎn)垂直于紙面,AB是一長(zhǎng)度l=0.50m、質(zhì)量m1=1kg的均勻剛性細(xì)桿,可繞過(guò)A端的固定軸在豎直面(圖中紙面)內(nèi)無(wú)摩擦地轉(zhuǎn)動(dòng).工件C固定在AB桿上,其質(zhì)量m2=2kg,工件的重心、工件與砂輪的接觸點(diǎn)P以及O點(diǎn)都在過(guò)AB中點(diǎn)的豎直線上,P到AB桿的垂直距離d=0.1m.AB桿始終處于水平位置,砂輪與工件之間的動(dòng)摩擦系數(shù)μ=0.5.當(dāng)砂輪逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),要使工件對(duì)砂輪的壓力F0=80N,則施于B端豎直向下的力FB應(yīng)是多大?(g取10m/s2
某同學(xué)解法如下:當(dāng)砂輪靜止時(shí),把AB桿和工件看成一個(gè)物體,由力矩的平衡,得:F0
l
2
F0d=(m1+m2)g
l
2
+FBl

解得:FB=
1
2
[F0-(m1+m2)g]+μF0
d
l


(1)判斷該同學(xué)的解法是否正確?若正確,請(qǐng)求出FB的數(shù)值;若錯(cuò)誤,請(qǐng)列出正確的方程式,并求出FB的數(shù)值.
(2)若施于B端豎直向下的力FB的作用點(diǎn)沿AB桿以0.1m/s的速度向左勻速運(yùn)動(dòng),要保持工件對(duì)砂輪的壓力F0仍為80N,則求出FB隨時(shí)間變化的函數(shù)關(guān)系式.
(3)若FB=200N時(shí)桿會(huì)斷裂,求FB從B點(diǎn)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的時(shí)間,并在圖2中作出FB-t圖象.

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科目:高中物理 來(lái)源:新五星級(jí)題庫(kù)高中物理 題型:038

下圖所示是用電動(dòng)砂輪打磨工件的裝置,砂輪的轉(zhuǎn)軸通過(guò)圖中O點(diǎn)垂直于紙面,AB是一長(zhǎng)度l0.60 m、質(zhì)量m10.50 kg的均勻剛性細(xì)桿,可繞過(guò)A端的固定軸在豎直面(圖中紙面)內(nèi)無(wú)摩擦地轉(zhuǎn)動(dòng),工件C固定在AB桿上,其質(zhì)量m21.5 kg,工件的重心、工件與砂輪的接觸點(diǎn)P以及O點(diǎn)都在過(guò)AB中點(diǎn)的豎直線上,PAB桿的垂直距離d0.1 m,AB桿始終處于水平位置,砂輪與工件之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.6

(1)當(dāng)砂輪靜止時(shí),要使工件對(duì)砂輪的壓力F0100 N,則施于B端豎直向下的力FB應(yīng)是多大?

(2)當(dāng)砂輪逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),要使工件對(duì)砂輪的壓力仍為F0100 N,則施于B端豎直向下的力應(yīng)是多大?

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

右圖所示是用電動(dòng)砂輪打磨工件的裝置。砂輪的轉(zhuǎn)軸通過(guò)圖中O點(diǎn)垂直于紙面,AB是一長(zhǎng)度l=0.50m、質(zhì)量m1=1kg的均勻剛性細(xì)桿,可繞過(guò)A端的固定軸在豎直面(圖中紙面)內(nèi)無(wú)摩擦地轉(zhuǎn)動(dòng)。工件C固定在AB桿上,其質(zhì)量m2=2kg,工件的重心、工件與砂輪的接觸點(diǎn)P以及O點(diǎn)都在過(guò)AB中點(diǎn)的豎直線上,P到AB桿的垂直距離d=0.1m。AB桿始終處于水平位置,砂輪與工件之間的動(dòng)摩擦系數(shù)μ=0.5。當(dāng)砂輪逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),要使工件對(duì)砂輪的壓力F0=80N,則施于B端豎直向下的力FB應(yīng)是多大? (g取10m/s2)

某同學(xué)解法如下:當(dāng)砂輪靜止時(shí),把AB桿和工件看成一個(gè)物體, 由力矩的平衡,得:                    

解得:                                

(1)       判斷該同學(xué)的解法是否正確?若正確,請(qǐng)求出FB的數(shù)值;若錯(cuò)誤,請(qǐng)列出正確的方程式,并求出FB的數(shù)值。

(2)       若施于B端豎直向下的力FB的作用點(diǎn)沿AB桿以0.1m/s的速度向左勻速運(yùn)動(dòng),要保持工件對(duì)砂輪的壓力F0仍為80N,則求出FB隨時(shí)間變化的函數(shù)關(guān)系式。

(3)       若FB=200N時(shí)桿會(huì)斷裂,求FB從B點(diǎn)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的時(shí)間,并作出FB—t圖像。

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科目:高中物理 來(lái)源:2011-2012學(xué)年上海市閘北區(qū)高三(上)期末物理試卷(解析版) 題型:解答題

圖1所示是用電動(dòng)砂輪打磨工件的裝置.砂輪的轉(zhuǎn)軸通過(guò)圖中O點(diǎn)垂直于紙面,AB是一長(zhǎng)度l=0.50m、質(zhì)量m1=1kg的均勻剛性細(xì)桿,可繞過(guò)A端的固定軸在豎直面(圖中紙面)內(nèi)無(wú)摩擦地轉(zhuǎn)動(dòng).工件C固定在AB桿上,其質(zhì)量m2=2kg,工件的重心、工件與砂輪的接觸點(diǎn)P以及O點(diǎn)都在過(guò)AB中點(diǎn)的豎直線上,P到AB桿的垂直距離d=0.1m.AB桿始終處于水平位置,砂輪與工件之間的動(dòng)摩擦系數(shù)μ=0.5.當(dāng)砂輪逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),要使工件對(duì)砂輪的壓力F=80N,則施于B端豎直向下的力FB應(yīng)是多大?(g取10m/s2
某同學(xué)解法如下:當(dāng)砂輪靜止時(shí),把AB桿和工件看成一個(gè)物體,由力矩的平衡,得:
解得:

(1)判斷該同學(xué)的解法是否正確?若正確,請(qǐng)求出FB的數(shù)值;若錯(cuò)誤,請(qǐng)列出正確的方程式,并求出FB的數(shù)值.
(2)若施于B端豎直向下的力FB的作用點(diǎn)沿AB桿以0.1m/s的速度向左勻速運(yùn)動(dòng),要保持工件對(duì)砂輪的壓力F仍為80N,則求出FB隨時(shí)間變化的函數(shù)關(guān)系式.
(3)若FB=200N時(shí)桿會(huì)斷裂,求FB從B點(diǎn)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的時(shí)間,并在圖2中作出FB-t圖象.

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