(3 分)如图所示,两相同轻质硬杆 O O _ 1 , ~…——2012 高考物理第 4 题答案解析

2012_省自主命题(山东)

2012 山东 第 4 题 单选题 区分题
2012_省自主命题(山东)

4.(3 分)如图所示,两相同轻质硬杆 $\mathrm { O O } _ { 1 } , \mathrm { ~ O O } _ { 2 }$ 可绕其两端垂直纸面的水平轴$0 , \ 0 _ { 1 } , \ 0 _ { 2 }$ 转动,在 O 点悬挂一重物 M,将两个相同木块 m 紧压在竖直挡板上,此时整个系统保持静止. $\mathrm { F _ { f } }$ 表示木块与挡板间摩擦力的大小, $\mathrm { F _ { N } }$ 表示木块与挡板间正压力的大小.若挡板间的距离稍许增大后,系统仍静止且 $\mathrm { ~ \ O _ { 1 } ~ } , \mathrm { ~ \ O _ { 2 } ~ }$ 始终等高,则(

A. $\mathrm { F _ { N } }$ 变小
B. $\mathrm { F _ { N } }$ 变大
C. $\mathrm { F _ { f } }$ 不变
D. $\mathrm { F _ { f } }$ 变小
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BC

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【分析】本题的关键是首先将重物受到的重力按效果分解,求出分力与合力的关系表达式,然后再对木块受力分析,根据平衡条件即可求解

【解答】解:先对三个物体以及支架整体受力分析,受重力(2m+M)g,2个静摩擦力,两侧墙壁对整体有一对支持力,根据平衡条件,有: $2 \mathrm { F _ { f } } \mathrm { = \Gamma \left( \mathrm { M } \mathrm { + } 2 \mathrm { m } \right) \mathrm { ~ g } }$ ,解得 $\mathrm { F _ { f } } = \frac { 1 } { 2 }$ $\left( \mathbf { M } \mathbf { + } 2 \mathbf { m } \right) \mathbf { \Lambda } \mathbf { g }$ ,故静摩擦力不变,

将细线对O 的拉力按照效果正交分解,如图

设两个杆夹角为θ,则有 $\mathrm { F } _ { 1 } = \mathrm { F } _ { 2 } = { \frac { \mathbb { M } \mathrm { g } } { 2 \mathsf { c o s } { \frac { \mathsf { \theta } } { 2 } } } } ,$

再将杆对滑块m的推力 $\mathrm { F } _ { 1 }$ 按照效果分解,如图

金属板

根据几何关系,有$\mathrm { F _ { x } } { = } \mathrm { F } _ { 1 } { \bullet } \mathrm { s i n } { \frac { \ominus } { 2 } }$

故 $\mathrm { F _ { x } } = { \frac { \underset { \mathrm { M g } } { \mathrm { M g } } } { 2 \mathsf { c o s } { \frac { \theta } { 2 } } } } \bullet \mathrm { s i n } { \frac { \theta } { 2 } } = { \frac { \underset { \mathrm { M g } } { \mathrm { M g } } \mathrm { t a n } { \frac { \theta } { 2 } } } { 2 } }$ ,若挡板间的距离稍许增大后,角θ变大, $\operatorname { F } _ { \mathbf { x } }$ 变大,故滑块m对墙壁的压力变大,即 $\mathrm { F _ { N } }$ 变大,故AD 错误,BC正确;故选:BC。

【点评】本题主要考查了共点力平衡条件的直接应用,要求同学们能正确分析物体的受力情况,知道对于轻杆且一端为铰链时,杆产生或受到的弹力方向一定沿着杆的方向,难度适中

(多选)

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