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4.如图所示,一辆小车静止在水平地面上,车内固定着一个倾角为60°的光滑斜面OA,光滑挡板OB可绕转轴O在竖直平面内转动.现将一重力为G的圆球放在斜面与挡板之间,挡板与水平面的夹角θ=60°.下列说法正确的是(  )
A.若保持挡板不动,则球对斜面的压力大小为G
B.若挡板从图示位置顺时针方向缓慢转动60°,则球对斜面的压力逐渐增大
C.若挡板从图示位置顺时针方向缓慢转动60°,则球对挡板的压力先减小后变大
D.若保持挡板不动,使小车水平向右做匀加速直线运动,则球对挡板的压力可能为零

分析 以球为研究对象,球处于静止状态,受力平衡,对球进行受力分析,求出挡板对球的作用力,
若挡板从图示位置顺时针方向缓慢转动60°,分析小球受力情况,作出力图,运用图解法,分析支持力的变化情况即可.

解答 解:A、球处于静止状态,受力平衡,对球进行受力分析,如图所示:
FA、FB以及G构成的三角形为等边三角形,
根据几何关系可知,FA=FB=G,故A正确;
B、若挡板从图示位置顺时针方向缓慢转动60°,根据图象可知,FB先减小后增大,根据牛顿第三定律可知,球对挡板的压力先减小后增大,故B错误,C正确;
D、若保持挡板不动,使小车水平向右做匀加速直线运动,当FA和重力G的合力正好提供加速度时,球对挡板的压力为零,故D正确.
故选:ACD

点评 本题运用图解法,分析动态平衡问题,比较直观简便,也可以采用函数法,由数学知识分析力的变化.

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:填空题

20.研究小车匀变速直线运动的实验装置如图(a)所示,其中斜面倾角θ可调.打点计时器的工作频率为50Hz.纸带上计数点的间距如图(b)所示,其中每相邻两点之间还有4个记录点未画出.
(1)部分实验步骤如下:
A.测量完毕,关闭电源,取出纸带
B.接通电源,待打点计时器工作稳定后放开小车
C.将小车停靠在打点计时器附近,小车尾部与纸带相连
D.把打点计时器固定在平板上,让纸带穿过限位孔
上述实验步骤的正确顺序是:DCBA(用字母填写).
(2)图(b)中标出的相邻两计数点的时间间隔T=0.1 s.
(3)计数点5对应的瞬时速度大小计算式为v5=$\frac{{s}_{4}+{s}_{5}}{2T}$.

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15.如图1所示,将打点计时器固定在铁架台上,用重物带动纸带从静止开始自由下落,利用此装置可验证机械能守恒定律.

①已准备的器材有打点计时器(带导线)、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物,此外还需要的器材是D(填字母代号).
A.直流电源、天平及砝码      B.直流电源、毫米刻度尺
C.交流电源.天平及砝码      D.交流电源、毫米刻度尺
②实验中需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v和下落高度h.某同学对实验得到的纸带,设计了以下四种测量方案,这些方案中合理的是:D.
A.用刻度尺测出物体下落的高度h,由打点间隔数算出下落时间t,通过v=gt计算出瞬时速度v
B.用刻度尺测出物体下落的高度h,并通过v=$\sqrt{2gh}$计算出瞬时速度v
C.报据做匀变速直线运动时,纸带上某点的瞬时速度等于这点前后相邻两点间的平均速度,测算出瞬时速度v,并通过计算得出高度h
D.用刻度尺测出物体下落的高度h,根据做匀变速直线运动时,纸带上某点的瞬时速度等于这点前后相邻两点间的平均速度,测算出瞬时速度v
③安装好实验装置,正确进行实验操作,从打出的纸带中选出符合要求的纸带,如图2所示.图中O点为打点起始点,且速度为零.选取纸带上打出的连续点A、B、C、…作为计数点,测出其中E、F、G点距起始点O的距离分別为h1、h2、h3.已知重锤质量为m,当地重力加速度为g,计时器打点周期为T.为了验证此实验过程中机械能是否守恒,需要计算出从O点到F点的过程中,重锤重力势能的减少量△Ep=mgh2,动能的增加量△Ek=$\frac{m({h}_{3}-{h}_{2})^{2}}{8{T}^{2}}$(用题中所给字母表示)
④实验结果往往是重力势能的减少量略大于动能的增加量子,关于这个误差下列说法正确的是BD.
A.该误差属于偶然误差
B.该误差属于系统误差
C.可以通过多次测量取平均值的方法来减小该误差
D.可以通过减小空气阻力和摩擦阻力的影响来减小该误差
⑤某同学在实验中发现重锤增加的动能略小于重锤减少的重力势能,于是深入研究阻力对本实验的影响.若重锤所受阻力为f.重锤质量为m,重力加速度为g.他测出各计数点到起始点的距离h,并计算出各计数点的速度v,用实验测得的数据绘制出v2-h图线,如图3所示,图象是一条直线,此直线斜率k=$\frac{2(mg-f)}{m}$(用题中字母表示).
已知当地的重力加速度g=9.8m/s2,由图线求得重锤下落时受到阻力与重锤所受重力的百分比为$\frac{f}{mg}$=2.0% (保留两位有效数字).

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12.均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心初产生的电场.如图所示,在半球面AB上均匀分布正电荷,总电荷量为q,球面半径为R,CD为通过半球顶点与球心O的轴线,在轴线上有M、N两点,OM=ON=2R.已知M点的场强大小为E,则N点的场强大小为(  )
A.$\frac{kq}{2{R}^{2}}$-EB.$\frac{kq}{4{R}^{2}}$C.$\frac{kq}{4{R}^{2}}$-ED.$\frac{kq}{4{R}^{2}}$+E

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(1)物块运动的最大速度;
(2)F的大小;
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13.某同学通过实验测量一种合金的电阻率.
(1)用螺旋测微仪测量合金丝的直径,读数如图所示,可读出合金丝的直径为6.495mm;
(2)现有电源(E=4V,内阻可不计),滑动变阻器(0~50Ω),电流表(0~0.6A,内阻约为1Ω),电压表(0~3V,内阻约为3kΩ),开关和导线若干.该同学分别用电流表的两种不同接法测量合金丝的电阻,记录两组不同的数据如下:
实验一
序号123456
电压U(V)0.801.201.602.202.502.80
电流I(A)0.100.150.200.270.310.35
实验二
序号123456
电压U(V)0.801.201.602.202.502.80
电流I(A)0.090.130.180.240.280.31
①由数据可知,该同学应采用滑动变阻器的限流接法(填“限流式”或“分压式”);
②由数据可知,利用实验一(填“实验一”或“实验二”)的数据计算所得结果更接近合金丝电阻的真实值.

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14.如图所示,一物体在斜面上由静止匀加速滑下x1后,又匀减速地在水平面上滑过x2后停下,测得x2=2x1,则该物体在斜面上的加速度a1与在水平面上的加速度a2的大小之比为(物体在斜面与水平面的拐角处速度大小不变)(  )
A.1:2B.1:1C.2:1D.4:1

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