2.如圖所示,兩根水平放置 的足夠長(zhǎng)、粗細(xì)均勻的直桿,相距為l,一質(zhì)量為m、半徑為l的圓柱,放在直桿間,在平行于直桿、大小為$\frac{\sqrt{3}}{2}$mg的外力作用下,圓柱體恰好勻速運(yùn)動(dòng).現(xiàn)將直桿右端抬高,使兩直桿與水平面夾角為θ=30°,同時(shí)把兩桿間的距離增大為$\sqrt{3}$l,為使圓柱體沿桿勻速上升,加在圓柱上、平行于直桿的外力多大?

分析 先研究第一種情況,作出圓柱受力的側(cè)視圖,由平衡條件和摩擦力公式求動(dòng)摩擦因數(shù).再研究第二種情況,運(yùn)用平衡條件求解外力的大。

解答 解:直桿水平放置時(shí),圓柱受力的側(cè)視圖如圖1所示,

由幾何知識(shí)可得兩個(gè)支持力間的夾角為60°.
根據(jù)平衡條件有 2N1cos30°=mg
  F1=2μN(yùn)1=$\frac{\sqrt{3}}{2}$mg
聯(lián)立解得 μ=$\frac{\sqrt{3}}{2}$
兩直桿與水平面夾角為θ=30°時(shí),圓柱受力的側(cè)視圖如圖2所示,

由幾何知識(shí)可得兩個(gè)支持力間的夾角為120°.
由平衡條件有:
2N2cos60°=mgcosθ
F2=2μN(yùn)2+mgsinθ
聯(lián)立解得外力為:F2=2mg
答:為使圓柱體沿桿勻速上升,加在圓柱上、平行于直桿的外力是2mg.

點(diǎn)評(píng) 本題中圓柱體受力分布在一個(gè)空間中,要善于作出受力的側(cè)視圖,運(yùn)用幾何知識(shí)求相關(guān)角度,再根據(jù)平衡條件研究.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源:2017屆山東省滕州市高三10月考物理試卷(解析版) 題型:實(shí)驗(yàn)題

在“探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系,并測(cè)定彈簧的勁度系數(shù)”的實(shí)驗(yàn)中,實(shí)驗(yàn)裝置如圖。所用的鉤碼的重力相當(dāng)于對(duì)彈簧提供了向右恒定的拉力。實(shí)驗(yàn)時(shí)先測(cè)出不掛鉤碼時(shí)彈簧的自然長(zhǎng)度,再將5個(gè)鉤碼逐個(gè)掛在繩子的下端,每次測(cè)出相應(yīng)的彈簧總長(zhǎng)度。

(1)有一個(gè)同學(xué)通過以上實(shí)驗(yàn)測(cè)量后把6組數(shù)據(jù)描點(diǎn)在坐標(biāo)圖中,請(qǐng)作出F-L圖線。

(2)由此圖線可得出該彈簧的原長(zhǎng)L0=________cm,勁度系數(shù)k=________N/m。

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科目:高中物理 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

13.在用“伏安法”測(cè)量一個(gè)阻值約為5Ω的定值電阻的實(shí)驗(yàn)中,所用器材及規(guī)格如下:
電流表A(量程0~0.6A,內(nèi)阻約5Ω);
電壓表V(量程0~3V,內(nèi)阻約3kΩ);
滑動(dòng)變阻器R(最大阻值10Ω,允許通過的最大電流為1A);
直流電源(電動(dòng)勢(shì)3V,內(nèi)阻不計(jì));
開關(guān)一個(gè),導(dǎo)線若干.
為使實(shí)驗(yàn)誤差較小,要求測(cè)得多組數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,應(yīng)該選用圖1中的電路是甲(填“甲”或“乙”).根據(jù)所選電路把下面(圖2)的實(shí)物連接成測(cè)量電路.

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

10.如圖所示,A、B兩球用輕桿相連,用兩根細(xì)線將其懸掛在水平天花板上的O點(diǎn).現(xiàn)用一水平力F作用于小球B上,使系統(tǒng)保持靜止?fàn)顟B(tài)且A、B兩球在同一水平線上.已知兩球重力均為G,輕桿與細(xì)線OA長(zhǎng)均為L(zhǎng).則( 。
A.細(xì)線OB的拉力為$\sqrt{2}$GB.細(xì)線OB的拉力為G
C.水平力F的大小為2GD.水平力F的大小為G

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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題

17.如圖所示,在絕緣水平面上固定有兩根導(dǎo)軌,分別為直導(dǎo)軌(y=-2L,x≥0)和正弦曲線形導(dǎo)軌(y=Lsin$\frac{πx}{L}$,x≥0).一質(zhì)量為m的金屬棒MN放在兩導(dǎo)軌上,導(dǎo)軌的左端接有一電阻為R的定值電阻,不計(jì)其他電阻.x≥0的整個(gè)空間內(nèi)存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直xOy平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)(未畫出).t=0時(shí)刻,對(duì)棒施加一沿x軸正方向的水平外力F使棒從x=0處由靜止開始做加速度大小為a的勻加速直線運(yùn)動(dòng),棒始終與x軸垂直且與兩導(dǎo)軌接觸良好,不計(jì)一切摩擦.求:
(1)棒從x=0處運(yùn)動(dòng)到x=2L處的過程中通過電阻R的電荷量q;
(2)棒在t時(shí)刻受到的水平外力F的大。

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科目:高中物理 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

7.在用電火花計(jì)時(shí)器(或電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器)研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中,某同學(xué)打出了一條紙帶,已知計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔為0.02s,他按打點(diǎn)先后順序每4個(gè)點(diǎn)取1個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),得到了O、A、B、C、D等幾個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),如圖所示,則相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為0.1s.用刻度尺量得OA=1.50cm,AB=1.90cm,BC=2.30cm,CD=2.70cm.由此可知,紙帶做勻加速運(yùn)動(dòng)(選填“勻加速”或“勻減速”),打C點(diǎn)時(shí)紙帶的速度大小為0.25m/s.

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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題

14.如圖所示,傾角為45°的粗糙斜面AB足夠長(zhǎng),其底端與半徑為R=0.4m的兩個(gè)光滑$\frac{1}{4}$圓弧軌道BCD的最低點(diǎn)B平滑相接,O為軌道BC圓心,BO為圓弧軌道BC的半徑且為豎直線,A,D兩點(diǎn)等高,質(zhì)量m=1kg的滑塊P從A點(diǎn)由靜止開始下滑,恰能滑到與O等高的C點(diǎn),重力加速度g取10m/s2
(1)求滑塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)?
(2)若使滑塊到達(dá)D點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力恰好為0,則滑塊應(yīng)從離地多高處由靜止開始下滑?

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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題

11.如圖所示,傳送帶與水平面之間的夾角為30°,其上AB兩點(diǎn)的距離為L(zhǎng)=5m,傳送帶在電動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)下以v=1m/s的速度勻速運(yùn)動(dòng),現(xiàn)將一質(zhì)量為m=10kg的小物體輕放在傳送帶的A點(diǎn),已知小物體與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=$\frac{\sqrt{3}}{2}$,在傳送帶將小物體從A點(diǎn)傳送到B點(diǎn)的過程中,求:(g取10m/s2
(1)物體從A到B所用的時(shí)間;
(2)傳送帶對(duì)小物體做的功.

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科目:高中物理 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

11.要測(cè)繪一個(gè)標(biāo)有“3V 0.6W”小燈泡的伏安特性曲線,燈泡兩端的電壓需要由零逐漸增加到3V,并便于操作.已選用的器材有:
電池組(電動(dòng)勢(shì)為4.5V,內(nèi)阻約1Ω);
電流表(量程為0~250mA,內(nèi)阻約5Ω);
電壓表(量程為0~3V,內(nèi)阻約3kΩ);
電鍵一個(gè)、導(dǎo)線若干.
①實(shí)驗(yàn)中所用的滑動(dòng)變阻器應(yīng)選下列中的A(填字母代號(hào)).
A.滑動(dòng)變阻器(最大阻值20Ω,額定電流1A)
B.滑動(dòng)變阻器(最大阻值1 750Ω,額定電流0.3A)
②實(shí)驗(yàn)的電路圖應(yīng)選用下列的圖B(填字母代號(hào)).

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