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    (12分)一重为G的小球，套于竖直放置的半径为R的光滑大圆环上，一劲度系数为k，自然长度L(L＜2R)的轻质弹簧，其上端固定在大圆环的最高点，下端与小球相连，如图4－19所示，不考虑一切摩擦．求小球静止时弹簧与竖直方向的夹角．(静止时弹簧不竖直)

    图4－19

    【解析】：如图所示，连接BC，设弹簧与竖直方向夹角为θ，△ABC为直角三角形，AB＝2Rcosθ，弹簧弹力大小为F弹＝k(2Rcosθ－L)．小球受力情况如图所示，球受三力作用：重力G、弹力F弹、支持力N，球沿切线方向的合力为0，则

    F弹sinθ＝Gsin2θ

    ∴k(2Rcosθ－L)sinθ＝G·2sinθcosθ

    整理可得：cosθ＝

    所以θ＝arccos.

     

    ：arccos

     

    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源： 题型：

    如图所示，是用落体法验证机械能守恒定律的实验装置g取10m/s2

    （1）选出一条纸带如图所示，其中O点为打点计时器打下的第一个点，A、B、C为三个计数点，打点计时器通过50HZ的交流电，用分度值为1mm的刻度尺测得OA=12.41cm，OB=18.90cm，OC=27.06cm，在计数点A和B、B和C之间还有一个点，重锤的质量为1.00Kg，甲同学根据以上数据算出：当打点计时器打出B点时重锤的重力势能比开始时下落时减少了
    1.89
    1.89
    J；打点计时器打到B点时重锤的速度vB=
    1.83
    1.83
    m/s，此时重锤的动能比开始下落时增加了多少
    1.67
    1.67
    J（结果均保留三位有效数字）
    （2）某同学利用他自己实验时打出的纸带，测量出了各计数点到打点计数器打下的第一个点的距离h，算出了各计数点对应的速度v，以h为横轴，以
    12
    v2    为纵轴画出了如图所示的图线，图线的斜率近似等于
    B
    B
    ．
    A、19.6   B、9.80   C、4.90
    图线为过原点的原因是
    该同学做实验时，先释放了纸带，然后才合上打点计时器的开关
    该同学做实验时，先释放了纸带，然后才合上打点计时器的开关
    ．

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    (10分)水平面上有一重40 N的物体，受到F1＝12 N和F2＝6 N的两方向相反的水平力作用而保持静止．已知物体与水平面间的动摩擦因数为μ＝0.2.

    (1)此时物体所受的摩擦力为多大？

    (2)将F1撤去后，物体受的摩擦力为多大？

    (3)将F2撤去后，物体受的摩擦力为多大？

    【解析】：计算题中，若无特殊说明，可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力．则fmax＝μN＝μG＝0. 2×40 N＝8N.

    (1)根据平衡条件，f′＝F1－F2＝12N－6 N＝6 N.

    (2)若将F1撤去，此时摩擦力小于最大静摩擦力，则f″＝F2＝6 N.

    (3)若将F2撤去，F1>fmax，物体发生相对滑动，为滑动摩擦力，则f?＝μN＝μG＝0.2×40 N＝8 N.

     

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    科目：高中物理 来源：2014届人教版高一物理力单元测试 题型：选择题

    (10分)水平面上有一重40 N的物体，受到F1＝12 N和F2＝6 N的两方向相反的水平力作用而保持静止．已知物体与水平面间的动摩擦因数为μ＝0.2.

    (1)此时物体所受的摩擦力为多大？

    (2)将F1撤去后，物体受的摩擦力为多大？

    (3)将F2撤去后，物体受的摩擦力为多大？

    【解析】：计算题中，若无特殊说明，可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力．则fmax＝μN＝μG＝0. 2×40 N＝8 N.

    (1)根据平衡条件，f′＝F1－F2＝12 N－6 N＝6 N.

    (2)若将F1撤去，此时摩擦力小于最大静摩擦力，则f″＝F2＝6 N.

    (3)若将F2撤去，F1>fmax，物体发生相对滑动，为滑动摩擦力，则f?＝μN＝μG＝0.2×40 N＝8 N.

     

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    科目：高中物理 来源：2014届高一物体的平衡单元测试物理卷 题型：选择题

    (12分)一重为G的小球，套于竖直放置的半径为R的光滑大圆环上，一劲度系数为k，自然长度L(L＜2R)的轻质弹簧，其上端固定在大圆环的最高点，下端与小球相连，如图4－19所示，不考虑一切摩擦．求小球静止时弹簧与竖直方向的夹角．(静止时弹簧不竖直)

    图4－19

    【解析】：如图所示，连接BC，设弹簧与竖直方向夹角为θ，△ABC为直角三角形，AB＝2Rcosθ，弹簧弹力大小为F弹＝k(2Rcosθ－L)．小球受力情况如图所示，球受三力作用：重力G、弹力F弹、支持力N，球沿切线方向的合力为0，则

    F弹sinθ＝Gsin2θ

    ∴k(2Rcosθ－L)sinθ＝G·2sinθcosθ

    整理可得：cosθ＝

    所以θ＝arccos.

     

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