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17.如图所示,小球被轻质细绳系住斜吊着放在静止的光滑斜面上,设小球质量为m,斜面倾角α=30°,绳与竖直方向夹角θ=30°,斜面体的质量M=3m,置于粗糙水平地面上(g=10m/s2).求:
(1)当斜面体静止时,求细绳对小球拉力的大小;
(2)斜面体静止时,地面对斜面体的摩擦力的大小和方向.

分析 (1)以小球为研究对象,分析受力情况,作出力图,根据平衡条件求解细绳对小球拉力的大小.
(2)以小球和斜面整体为研究对象,分析受力情况,作出力图,根据平衡条件求解地面对斜面体的摩擦力的大小和方向.

解答 解:(1)以小球为研究对象,受力分析如答图1所示. 
根据平衡条件得知:T与N的合力 F=mg
且有    Tcos30°=$\frac{1}{2}$F
得 T=$\frac{\frac{1}{2}mg}{cos30°}$=$\frac{\sqrt{3}mg}{3}$
(2)以小球和斜面整体为研究对象,受力分析如答图2所示.
由于系统静止,合力为零,则有:
f=Tcos60°=$\frac{\sqrt{3}mg}{3}$×$\frac{1}{2}$=$\frac{\sqrt{3}}{6}$mg,方向水平向左
答:
(1)细绳对小球拉力的大小为$\frac{\sqrt{3}mg}{3}$.
(2)地面对斜面的摩擦力的大小为$\frac{\sqrt{3}}{6}$mg,方向水平向左.

点评 本题是两个物体的平衡问题,要灵活选择研究对象,正确分析受力,作出力图是解题的关键.

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

17.如图所示,光滑水平面上有一质量M=4.0kg的带有圆弧轨道的平板车,车的上表面是一段长L=1.5m的粗糙水平轨道,水平轨道左侧连一半径R=0.25m的$\frac{1}{4}$光滑圆弧轨道,圆弧轨道与水平轨道在点O′相切.现将一质量m=1.0kg的小物块(可视为质点)从平板车的右端以水平向左的初速度v0滑上平板车,小物块恰能到达圆弧轨道的最高点A,随后又滑回到车的水平轨道距O′点0.5m处,随车一起运动,取g=10m/s2,求:
(1)小物块滑上平板车的初速度v0的大小;
(2)要使小物块最终能到达小车的最右端,则v0要增大到多大?.

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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

8.如图所示,是检测单匝线框是否合格(完全闭合)的部分装置示意图,被检测单匝金属线框随传送带以相同的速度v从左向右匀速运动,通过观察线框进入一固定匀强磁场区域后是否相对传送带滑动就能够检测出线框是否合格.已知固定磁场区域边界MN、PQ与传送带运动方向垂直,MN与PQ间的距离为d,磁场的磁感应强度大小为B,方向垂直于传送带平面向下.被检测的正方形金属线框abef的边长为L(L<d),质量为m,电阻为R,线框与传送带间的动摩擦因数为μ,当地的重力加速度为g,线框的ab边从磁场边界MN进入磁场,当线框的ab边经过边界PQ时又恰好与传送带的速度v相同,设传送带足够长,且线框在传送带上始终保持ab边平行于磁场边界,求:
(1)线框的右侧边ab刚进入磁场时所属安培力的大小;
(2)大致画出线框从进入到离开磁场后一段时间内可能的一种v-t图象;
(2)求整个过程中线框中产生的焦耳热.

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科目:高中物理 来源: 题型:选择题

5.在冬奥会短道速滑项目中,运动员绕周长仅111米的短道竞赛,运动员比赛过程中在通过弯道时如果不能很好地控制速度,将发生侧滑而摔离正常比赛路线,图中圆弧虚线Ob代表弯道,即运动正常路线,Oa为运动员在O点时的速度方向(研究时刻将运动员看作质点),下列论述正确的是(  )
A.发生侧滑是因为运动员受到的合力方向背离圆心
B.发生侧滑是因为运动员受到的合力大于所需腰的向心力
C.只要速度小就不会发生侧滑,与身体姿态无关
D.若在O点发生侧滑,则侧滑方向在Oa右侧与Ob之间

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科目:高中物理 来源: 题型:实验题

12.某同学利用图示装置,验证以下两个规律:
①两物块通过不可伸长的细绳相连接,沿绳方向分速度大小相等;
②系统机械能守恒.
P、Q、R是三个完全相同的物块,上面固定有相同的遮光片,P、Q用细绳连接,放在水平气垫导轨上.物块R系在细绳正中间,三个光电门分别放置于a、b、c处,调整三个光电门的位置,能实现同时遮光.最初细线水平,现将三个物块由静止释放.(忽略R上的挡光片到系绳点的距离)
(1)为了能完成实验目的,除了记录P、Q、R三个遮光片的遮光时间t1、t2、t3外,还必需测量的物理量有BCD(多选);
A.P、Q、R的质量M                 
B.两个定滑轮间的距离d
C.R的遮光片到c的距离H           
D.遮光片的宽度x
(2)经过测量发现t1=t2,若要验证物块R沿绳方向分速度与物块P速度大小相等,则验证表达式为$\frac{{t}_{3}}{{t}_{1}}=\frac{2H}{\sqrt{4{H}^{2}+{d}^{2}}}$;
(4)若已知当地重力加速度g,则验证系统机械能守恒的表达式为gH=$\frac{1}{2}{x}^{2}(\frac{1}{{{t}_{1}}^{2}}+\frac{1}{{{t}_{2}}^{2}}+\frac{1}{{{t}_{3}}^{2}})$.

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2.一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动,产生的正弦交变电流如图所示,由图可知错误的是(  )
A.该交变电流的有效值为10$\sqrt{2}$A
B.该交流电动势的频率为25Hz
C.当t=0.01s时,线圈处于中性面位置
D.当t=0.015s时,穿过线圈的磁通量最大

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科目:高中物理 来源: 题型:多选题

9.有关同步卫星的说法正确的是(  )
A.同步卫星是指与地球某处相对静止的卫星
B.同步卫星绕地球转动的角速度与地球自转角速度相同
C.每个国家发射的同步卫星离地球的距离都相同
D.我国发射的同步卫星可以定位在首都北京的上方

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科目:高中物理 来源: 题型:多选题

6.均匀介质中相距为a的两个波源S1和S2,振动频率均为f,产生的简谐横波沿其连线相向传播,振幅为A,波速为v.O为S1S2的中点,如图所示.已知两波源的振动方向和初始相位均相同.下列说法正确的是(  )
A.质点O的振动频率为f
B.质点O的振动频率为2f
C.质点O的振幅为2A
D.只要不满足a=n$\frac{v}{f}$(n=1、2、3…),质点O的振幅就一定小于2A
E.质点O的振动可能与波源S1、S2不同步

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7.做功需要的条件(  )
A.B.力和位移C.位移D.无法确定

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