上海市虹口区2013学年度第一学期高三年级物理学科
31.(12分)如图(甲)所示,ABCO是固定在一起的T型支架,水平部分AC是质量为M=2kg、长度为L=1m的匀质薄板,OB是轻质硬杆,下端通过光滑铰链连接在水平地面上,支架可绕水平轴O在竖直面内自由转动,A端搁在左侧的平台上。已知AB长度l1=0.75m,OB长度h=0.5m。现有一质量为m=2kg的物块(可视为质点)以v0=3m/s的水平初速度滑上AC板,物块与AC间动摩擦因数μ=0.5。问:T型支架是否会绕O轴翻转? 某同学的解题思路如下: 支架受力情况如图(乙),设支架即将翻转时物块位于B点右侧x处,根据力矩平衡方程:
LMg(l1-) FN x,式中FN mg,解得x 0.2m。
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此时物块离A端s1 l1 x 0.95m。
然后算出物块以v0=3m/s的初速度在AC上最多能滑行的距离s2;……比较这两个距离: 若s2≤s1,则T型支架不会绕O轴翻转; 若s2 > s1,则会绕O轴翻转。
请判断该同学的解题思路是否正确。若正确,请按照该思路,将解题过程补充完整,并求出最后结果;若不正确,请指出该同学的错误之处,并用正确的方法算出结果。
图(甲)
图(乙)