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    右图所示是用电动砂轮打磨工件的装置。砂轮的转轴通过图中O点垂直于纸面，AB是一长度l=0.50m、质量m1=1kg的均匀刚性细杆，可绕过A端的固定轴在竖直面(图中纸面)内无摩擦地转动。工件C固定在AB杆上，其质量m2=2kg，工件的重心、工件与砂轮的接触点P以及O点都在过AB中点的竖直线上，P到AB杆的垂直距离d=0.1m。AB杆始终处于水平位置，砂轮与工件之间的动摩擦系数μ=0.5。当砂轮逆时针转动时，要使工件对砂轮的压力F0=80N，则施于B端竖直向下的力FB应是多大? (g取10m/s2)

    某同学解法如下：当砂轮静止时，把AB杆和工件看成一个物体， 由力矩的平衡，得：                    

    解得：                                

    （1）       判断该同学的解法是否正确？若正确，请求出FB的数值；若错误，请列出正确的方程式，并求出FB的数值。

    （2）       若施于B端竖直向下的力FB的作用点沿AB杆以0.1m/s的速度向左匀速运动，要保持工件对砂轮的压力F0仍为80N，则求出FB随时间变化的函数关系式。

    （3）       若FB=200N时杆会断裂，求FB从B点开始运动的时间，并作出FB—t图像。

    （1）该解法错误。    （2分）

    砂轮作用于工件的摩擦力的力矩方向为顺时针方向。得：             （2分）

    解得：                      

    代入数据，得：                   （1分）    

    （2）         （2分）

    解得：（N）  (0≤t<5s)       （2分）

    （3）=200N，则：         （2分）

    如图所示（3分） 

    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源： 题型：

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    (1)当砂轮静止时，要使工件对砂轮的压力F0=100N，则施于B端竖直向下的力FB应是多大?

    (2)当砂轮逆时针转动时，要使工件对砂轮的压力仍为F0=100N，则施于B端竖直向下的力FB′应是多大?(2000年天津、江西高考试题)p.9【9】

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