返回 满分5 > 高中物理试题 首页  

有一种机械装置叫做“滚珠式力放大器”,其原理如图所示,斜面A可以在水平面上滑动,斜面B以及物块C都是被固定的,它们均由钢材制成,钢珠D置于ABC之间。当用水平力F推斜面A时,钢珠D对物块C的挤压力F/就会大于F,故称为“滚珠式力放大器”。如果斜面A、B的倾角分别为α、β,不计一切摩擦力以及钢珠自身的重力,求这一装置的力放大倍数(即F/与F之比)

说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

答案:
k=1+cotαcotβ 【解析】如图所示,分别分析斜面A、钢珠的受力,由A在水平方向合力为0、钢珠受到的三个力合力为0,分别列方程式:     对A在水平方向有:     则: 对D有:    解得:F'=(1+cotαcotβ)F.    即放大倍数为:k=1+cotαcotβ
推荐试题

佛山市九江大桥撞船事故发生后,佛山交通部门加强了对佛山市内各种大桥的检测与维修,其中对西樵大桥实施了为期近一年的封闭施工,置换了大桥上所有的斜拉悬索.某校研究性学习小组的同学们很想知道每根长50 m、横截面积为400 cm2的新悬索能承受的最大拉力.由于悬索很长,抗断拉力又很大,直接测量很困难,于是同学们取来了同种材料制成的样品进行实验探究.

由胡克定律可知,在弹性限度内,弹簧的弹力F与形变量x成正比,其比例系数与弹簧的长度、横截面积及材料有关.因而同学们猜想,悬索可能也遵循类似的规律.

(1)同学们准备像做“探究弹力与弹簧伸长的关系”实验一样,先将样品竖直悬挂,再在其下端挂上不同重量的重物来完成本实验.但有同学说悬索的重力是不可忽略的,为了避免悬索所受重力对实验的影响,你认为可行的措施是:___________.

(2)同学们通过游标卡尺测量样品的直径来测定其横截面积,某次测量的结果如右图所示,则该样品的直径为__________cm.

说明: 6ec8aac122bd4f6e

   (3)同学们经过充分的讨论,不断完善实验方案,最后测得实验数据如右表:

说明: 6ec8aac122bd4f6e

 ①分析样品C的数据可知,其所受拉力F(单位:N)与伸长量x(单位:m)所遵循的函数关系式是________________.

②对比各样品的实验数据可知,悬索受到的拉力与悬索的伸长量成正比,其比例系数与悬索长度的________________成正比、与悬索的横截面积的________________成正比.