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4.如图所示,质量为m的小物块静止地放在半径为R的半球体上,小物块与半球体间的动摩擦因数为μ,小物块与球心连线与水平地面的夹角为θ,则下列说法正确的是(  )
A.小物块所受摩擦力大小为μmgsin θ
B.小物块对半球体的压力大小为mgsin θ
C.小物块所受摩擦力大小为mgsin θ
D.小物块所受摩擦力大小为mgcos θ

分析 对小物体受力分析,并将重力分解到半球半径方向和接触点的切线方向,由平衡条件对切线方向和半径方向列方程,解出半球对小物块的支持力的表达式和摩擦力的表达式,由于小物块未滑动,故摩擦力不能用f=μN,只能用平衡条件求出.

解答 解:对小物块受力分析如图1,

将重力正交分解,如图2,

B、由于物体静止在半球上,处于平衡态,
沿半径方向列平衡方程:
N-mgsinθ=0…①
得:N=mgsinθ,故B正确;
A、C、D、沿切向列平衡方程:
f-mgcosθ=0…②
解得:f=mgcosθ,故AC错误,D正确.
故选:BD.

点评 该题考查了受力分析、正交分解、平衡条件应用等知识,关键是由于小物块未滑动,故摩擦力不能用f=μN,只能用平衡条件求出.

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题

5.如图所示,由导体棒ab和矩形线框cdef组成的“10”图案在匀强磁场中一起向右匀速平动,匀强磁场的方向垂直线框平面向里,磁感应强度B随时间均匀减小,则下列说法正确的是(  )
A.导体棒的a端电势比b端电势高,电势差Uab在逐渐减小
B.导体棒的a端电势比b端电势低,电势差Uab在逐渐增大
C.线框中cdef有顺时针方向的电流,电流大小在逐渐增大
D.线框中cdef有逆时针方向的电流,电流大小在逐渐减小

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科目:高中物理 来源: 题型:选择题

6.一带负电荷的粒子以速度v由坐标原点在xOy平面第Ⅳ象限内沿与x轴成45°角方向射入匀强磁场,磁场的磁感应强度为B,方向如图所示,已知粒子质量为m,电荷量为q,则粒子通过x轴、y轴的坐标为(  )
A.x=+$\frac{\sqrt{2}mv}{qB}$,y=+$\frac{\sqrt{2}mv}{qB}$B.x=+$\frac{\sqrt{2}mv}{qB}$,y=-$\frac{\sqrt{2}mv}{qB}$
C.x=-$\frac{\sqrt{2}mv}{qB}$,y=-$\frac{\sqrt{2}mv}{qB}$D.x=-$\frac{\sqrt{2}mv}{qB}$,y=+$\frac{\sqrt{2}mv}{qB}$

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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

3.如图所示,x轴正方向水平向右,y轴正方向竖直向上.在xOy平面内有与y轴平行的匀强电场,在圆心为C半径为R的圆内还有与xOy平面垂直的匀强磁场.在原点O放置一带电微粒发射装置,它发射出具有相同质量m、电荷量q(q>0)和初速度大小为v的带电微粒,速度方向分布在xOy平面第一和第二象限内的各个方向上.重力加速度大小为g.已知从O点沿y轴正方向竖直向上发射的带电微粒射出磁场区域后一直平行于x轴作直线运动打到PN荧光屏上,PN荧光屏垂直x轴,PN屏的长度大于2R.
(1)求电场强度和磁感应强度的大小和方向.
(2)求PN屏上光斑长度
(3)若撤除匀强磁场,且保持匀强电场的大小不变,方向改为水平向右.调节初速度v的大小,使得从O点沿与x轴正方向成45°方向发射的粒子 落到圆周上D点(图中未画出)时的速度比沿其他方向发射的粒子落到圆周上其他各点的速度都要大.求初速度v的大小?
当粒子 恰好落到圆周上D点时,是否还有其它粒子同时落到圆周上.若有,求出其它粒子在圆周上的落点到D点的距离;若没有,说明理由.

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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

10.如图所示斜面AB和竖直光滑的半圆弧轨道在B点相切,圆弧直径BC与斜面垂直,O为圆心,圆轨道半径R=0.5m,轻质弹簧的一端固定在A点、处于自然状态时另一端在斜面上的D点,斜面AD部分光滑,DB部分粗糙斜,斜面倾角θ=53°,一质量m=1kg的小物块以初速度vc从C点沿圆弧切线进入轨道,小物块恰能沿轨道运动并压缩弹簧至P点时速度为0,DP两点间的距离S=0.2m,sin53°=0.8,cos53°=0.6,g取10m/s2
(1)若小物块第一次经过D点的速度为Vd=6m/s,求弹簧被压缩到P点时的弹性性能E;
(2)求小物块的初速度v0
(3)若BD间距L=2.5m,为使小物体在运动过程中始终不会离开轨道,求小物块与斜面DB间的动摩擦因数的最小值μ.

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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

9.水平面上有电阻不计的U形导轨NMPQ,它们之间的宽度为L,M和P之间接入电动势为E的电源(不计内阻).现垂直于导轨搁一根质量为m,电阻为R的金属棒ab,

(1)若匀强磁场方向水平向右如图甲,则磁感应强度为多大时,轨道对ab棒的支持力为零
(2)若保持匀强磁场的大小不变,但方向与水平面夹角为θ且指向右斜上方,如图乙所示.要使ab棒仍然静止,则ab棒与导轨之间的动摩擦因数至少应为多少.(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)

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16.如图所示,斜面和水平面由一小段光滑圆弧连接,斜面的倾角θ=37°,一质量m=0.5kg的物块从距斜面底端B点5m处的A点由静止释放,最后停在水平面上的C点.已知物块与水平面和斜面的动摩擦因数均为0.3.(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2
(1)求物块在水平面上滑行的时间及距离.
(2)现用与水平方向成37°的恒力F斜向右上拉该物块,使物块由静止开始沿水平直线CB运动到B点时立即撤去拉力.为了让物块还能回到A点,求恒力F的范围.

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13.一个物体受三个共面的共点力处于平衡状态,如图所示,已知α>β,关于三个力的大小,下列说法中正确的是(  )
①F2<F3    
②F1+F2>F3
③|F1-F2|<F3
④|F3-F1|<F2
A.①②③④B.①②C.①②③D.②③④

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14.三个共点力的大小分别为4N、5N、7N,它们的合力最大值和最小值分别为(  )
A.16N,0NB.16N,2NC.16N  1ND.15N,1N

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