如图所示,质量不计、长度1米的轻质薄木板BDOO1被铰链和轻质细绳AB、CD水平地固定在竖直墙壁上,AB、CD与水平木板之间的夹角为30度,一重量为10牛顿的木块(可视为质点)置于木

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 力矩的平衡/2022-10-24 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

如图所示,质量不计、长度1米的轻质薄木板BDOO1被铰链和轻质细绳AB、CD水平地固定在竖直墙壁上,AB、CD与水平木板之间的夹角为30度,一重量为10牛顿的木块(可视为质点)置于木板的左端,木块与木板之间的摩擦系数为0.2,现对物块施加一水平向右的拉力F,F=7N,两根绳子各自能承受的最大拉力为9N,问:
(1)定量画出绳中的拉力T随时间t的变化规律;
(2)是否有可能在不改变绳长的情况下,通过调节绳子的连接点A、B、C、D的位置,使木块从木板的右端BD离开平台而维持细绳不断裂.(需必要的分析说明)
魔方格

◎ 答案

(1)根据牛顿第二定律,有:
F-f=ma   
即:7-2=1×a  
解得:a=5m/s2
根据力矩平衡条件,有:
2T(0.5)=10×(
1
2
5t2
即:T=25t2
当T=25t2=9时绳子断开,解得:t=0.6s

魔方格

(2)改变绳子与薄木板之间的夹角θ,从而增大拉力的力臂,绳长L为
2

3
3
,力臂d=L?cosθ?sinθ;
当θ=45°时,dmax=

3
3

∵10×1=2T

3
3

T=8.66N<9N
∴可以通过调节绳子的连接,使物体有可能离开平台后做平抛运动;
答:(1)绳中的拉力T随时间t的变化规律如图所示;
(2)有可能在不改变绳长的情况下,通过调节绳子的连接点A、B、C、D的位置,使木块从木板的右端BD离开平台而维持细绳不断裂.

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,质量不计、长度1米的轻质薄木板BDOO1被铰链和轻质细绳AB、CD水平地固定在竖直墙壁上,AB、CD与水平木板之间的夹角为30度,一重量为10牛顿的木块(可视为质点)置于木…”主要考查了你对  【力矩的平衡】,【牛顿第二定律】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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