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如图所示,粗糙木板的一端固定在转轴O上,另一端固定有定滑轮,物块A置于木板上,通过轻弹簧、绕过定滑轮的细绳与物块B相连,细绳与木板上表面平行.物块A的质量为M,物块B的质量为m

题目详情

如图所示,粗糙木板的一端固定在转轴O上,另一端固定有定滑轮,物块A置于木板上,通过轻弹簧、绕过定滑轮的细绳与物块B相连,细绳与木板上表面平行.物块A的质量为M,物块B的质量为m,且M=2m,已知物块A与木板间的动摩擦因数μ=0.5,且最大静摩擦力与滑动摩擦力相等,初始时刻木板水平,系统处于静止,当木板绕转轴O在竖直面内逆时针缓慢转动,直到物块A恰好要下滑的过程中,下列说法不正确的是(  )
作业帮

A. 弹簧的长度保持不变

B. 物块A与木板间的摩擦力逐渐增大

C. 物块A对木板的压力逐渐减小

D. 当物块A恰好要下滑时,木板与水平面间的夹角为53°

▼优质解答
答案和解析
作业帮 A、以B为研究对象,B受到重力和绳子的拉力绳子处于平衡状态,所以绳子的拉力F=mg,始终不变.由图可知,弹簧与绳子相连,所以弹簧的拉力与绳子的拉力是相等的,根据胡克定律:F=kx,所以弹簧的形变量始终不变,则弹簧的长度不变.故A正确;
B、对A进行受力分析如图,设此时木板与水平面之间的夹角是θ;垂直于斜面的方向:FN=Mgcosθ可知,随θ的增大,支持力逐渐减小;
沿斜面的方向,以沿斜面向上为正方向,则:F-Mgsinθ+f=0
当θ比较小时,Mgsinθ比较小,f为负数,说明开始时摩擦力的方向向下,随θ的增大,Mgsinθ逐渐增大,则f逐渐减小;当θ比较大时,Mgsinθ比较大,则f为正数,随θ的增大,Mgsinθ逐渐增大,则f逐渐增大.故B不正确;
C、由B的分析可知,随θ的增大,支持力逐渐减小,根据牛顿第三定律可知,A对斜面的压力逐渐减小.故C正确;
D、结合B的分析可知,当摩擦力的方向向上,且恰好等于最大静摩擦力时,A即将开始滑动,此时:
f=μMgcosθ…①
Mgsinθ=mg+f…②
又:M=2m…③
sin2θ+cos2θ=1
联立得:sinθ=0.8
所以有:θ=53°
即当物块A恰好要下滑时,木板与水平面间的夹角为53°.故D正确.
本题选择不正确的,故选:B
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