作者kusoayan (瑋哥)
看板Physics
標題Re: [問題] 高中靜力平衡的問題
時間Sat Nov 13 23:12:17 2010
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: 在兩個傾斜角分別為37度與53度的兩光滑斜面,分別放置A、B兩物體
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: 由一輕繩通過滑輪連在一起,不計摩擦力和繩子的質量。
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: 若A的質量為5 Kg,則B的質量需幾 Kg,才能使繩子的張力恰為20N?(g=10m/s2)
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: (A) 2 (B) 3 (C) 4 (D) 5 (E) 6 答案給A
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: 簡單的草圖http://imgur.com/Z04iZ.jpg
用你的圖來說
左邊的A平行斜面的下滑力(垂直斜面的由正向力支撐)是
mg*sinθ = 5 * 10 * (3/5) = 30(N)
他又跟你說T=20N
那A受到的合力應該是 F - T = 30 - 20 = 10 向下
根據 F=ma
10 = 5*a => a = 2
代表A以a=2的加速度往下
然後A和B又被繩子綁在一起
所以顯然B應該有和A相同的加速度(a=2)
這邊假設B質量為m
用剛剛的方式可以得出B受合力為 T - mgsinθ = 20 - m*10*(4/5) = 20 - 8m
再用一次F=ma
20 - 8m = m*2
=> m = ?
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: 2.質量分別為1kg、2kg的A、B兩物,其間繫一k=100 N/m的輕彈簧,
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: 以一力F=36N 向上作用於A時,設g=10m/s2,則彈簧伸長量為若干m?
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: (A)0.02 (B)0.04 (C)0.20 (D)0.24 (E)0.44 答案給D
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: 簡圖http://imgur.com/volQX.jpg
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看到這種題目我會先把 A+彈簧+B 視為一體
用一下F=ma
36 - (1+2)*10 = 3 * a
a = 2
然後現在再把A和B分開來看
先看A
受到的合力應該是 1.向上的 36N 2.自己的重量 3.向下的彈簧張力
36 - 10 - T = 1*2 => T= 24 (這邊你要用B看也可以)
然後 F = kx (虎克定律)
24 = 100*x
=> x = ?
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: 3.平桌面上有一邊長為L的正立方體,此立方體的某垂直(x-z平面)的正中央繫一繩,
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: 繩在y-z平面且與水平的y方向成θ角,如右圖所示。當拉力F逐漸增大時,發現在立方體
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: 開始滑動的同時,亦開始以x軸為轉軸發生轉動。設桌面與立方體間的靜摩擦係數為μs
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: 則μs之值為何?
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: (A)1-tanθ (B)1+tanθ (C)1/1-tanθ (D)1/1+tanθ (E)1-tanθ 答案給D
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: 簡圖http://imgur.com/7xqX8.jpg
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這題要從合力 合力矩 兩方面來想
首先要知道最大靜摩擦力 = Nμs = (Fcosθ + mg)μs
他又說開始滑動瞬間 所以你的F應該可以這樣列
Fcosθ = (Fsinθ + mg)μs
再來是轉動的部份
他說以原點為支點轉動 受到的力矩應該是
Fcosθ * (L/2) , Fsinθ通過支點不考慮
mg * (L/2) , N也通過支點不考慮(施力月大N會越來越接近右下角那邊)
整理一下方向 列出式子
Fcosθ * (L/2) = mg * (L/2)
=> Fcosθ = mg
=> F = mg/cosθ
然後帶回第一個式子
就是數學的問題了 算式打的有點累就省略了XD
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: 4.木塊質量m及M中間連接一彈力常數lk的輕彈簧,M下方有一底板支撐,若M質量為m
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: 的兩倍,則何者正確?
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: (A)當系統靜止時,M對底板的作用力為2mg (B)在靜止狀態下,突然將支持M之底板抽掉
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: M在此瞬間加速型為g (C)承(B),m在此瞬間加速度為g (D)若系統以等加速度g/3上升
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: 彈簧對M的作用力為4mg/3 (E)承(D),底板作用於M之力為4mg 答案給DE
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: (A)是因為彈力,所以作用力會<2mg嗎? (B)會小於g嗎? (C)也是小於g?
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: (D)自已想的M=2m,彈簧對M的作用力=M 對彈簧的作用力。F=2mg*(g-g/3)=4mg/3
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: (E)請問底板是怎麼作用於M?完全沒有頭緒...
(A)
看一下M 他沒有動
所以合力為0
他受到m給的向下mg 自己本身2mg向下
板子給的N不知道多少向上
式子 N = mg+2mg = 3mg
(B)
一樣看一下他受到的合力
自己本身2mg + m給的mg = 3mg向下
3mg = (2m) * a
=> a = ?
(C)
原本m受到mg向下 還有彈簧的mg向上
單獨看m的時候板子沒有給m施予任何作用力
所以板子離開的瞬間 對m這個系統沒有影響 a=0
(D)
先看m
彈簧力 - 本上mg向下 = m * (g/3)
所以彈簧張力 = 4mg/3
一條繩子張力應該都一樣
所以他給A的也是4mg/3
這裡可以延伸到 板子對M的作用力應該是 ?
(E)
原來E選項就是問板子的作用力XD
先看M 他應該要受到 2m * (g/3) = 2mg/3 的合力
彈簧給他 4mg/3 向下了
他自己又有 2mg 向下
所以板子給的力 - 2mg - 4mg/3 = 2mg/3
=> 板子的力 = ?
其實我只是高三生
剛好給我當作複習XD
這幫我釐清不少觀念
像最後一題我也是做的有點不順
可能有些地方解釋不太好
希望版上高手前輩幫忙補充或指正了
謝謝
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推 item1234:好詳細的觀念 已經瞭解自已寫考卷時不清楚的地方 謝謝您 11/14 00:39
推 sin0914:原來是這樣解釋阿!! 11/15 00:35
→ yjn145:第二題可以把彈簧視作連結體麼?A與B物體的加速度一樣? 11/16 14:30