题目列表(包括答案和解析)
7.(2010·山东省日照市调研)如图所示,倾角为θ的斜面体C置于水平面上,B置于斜面上,通过细绳跨过光滑的定滑轮与A相连接,连接B的一段细绳与斜面平行,A、B、C都处于静止状态.则 ( )
A.B受到C的摩擦力一定不为零
B.C受到水平面的摩擦力一定为零
C.不论B、C间摩擦力大小、方向如何,水平面对C的摩擦力方向一定向左
D.水平面对C的支持力与B、C的总重力大小相等
[答案] C
[解析] 以B物体为研究对象,沿斜面方向受到重力沿斜面方向向下的分力、绳的拉力和静摩擦力,静摩擦力的大小等于重力沿斜面方向向下的分力与拉力的合力,所以可能为0,可能沿斜面向上或向下,A项错误;利用整体法可知不论B、C间摩擦力大小、方向如何,水平面对C的摩擦力方向一定向左,B项错误,C项正确;同理,在竖直方向利用整体法判断水平面对C的支持力等于B、C的总重力大小减去拉力在竖直方向上的分力,D项错误.
6.如图所示,用长为L的轻绳悬挂一质量为m的小球,对小球再施加一个力,使绳与竖直方向成β角并绷紧,小球处于静止状态,此力最小为 ( )
A.mgsinβ B.mgcosβ
C.mgtanβ D.mgcotβ
[答案] A
[解析] 以小球为研究对象,则小球受重力mg,绳拉力FT,施加外力F,应有F与FT合力与mg等大反向.即F与FT的合力为G′=mg.如图所示,在合力G′一定,其一分力FT方向一定的前提下,另一分力的最小值由三角形定则可知F应垂直绳所在直线,故F=mgsinβ.
5.如图所示,小球A和B的质量均为m,长度相同的四根细线分别连接在两球间、球与水平天花板上P点以及与竖直墙上的Q点之间,它们均被拉直,且P、B间细线恰好处于竖直方向,两小球均处于静止状态,则Q、A间水平细线对球的拉力大小为 ( )
A.mg B.mg
C.mg D.mg
[答案] C
[解析] 隔离B球,由平衡条件知A、B间绳拉力为零,故A球受三力平衡.由力的三角形得Q、A间线的拉力FT=mgcot30°=mg.
4.(2009·湛江师范大学附中高三月考)如图所示,质量为m的物体放在水平桌面上,在与水平方向成θ的拉力F作用下加速往前运动,已知物体与桌面间的动摩擦因数为μ,则下列判断正确的是 ( )
A.物体受到的摩擦力为F·cosθ
B.物体受到的摩擦力为μmg
C.物体对地面的压力为mg
D.物体受到地面的支持力为mg-F·sinθ
[答案] D
[解析] 物体在拉力F作用下加速往前运动,对拉力F沿水平方向和竖直方向分解,由于做加速运动,水平分力F·cosθ大于物体受到的滑动摩擦力,A错误;竖直方向合力为零,地面对物体的支持力为mg-F·sinθ,D正确,C错误;因此物体受到的摩擦力为μ(mg-F·sinθ),B错误.
3.(2009·合肥十中高三阶段性考试)两倾斜的滑杆上分别套有A、B两个圆环,两圆环上分别用细线悬吊着一个物体,如图所示.当它们都沿滑杆向下滑动时,A的悬线与滑杆垂直,B的悬线竖直向下,则 ( )
A.A圆环与滑杆无摩擦力
B.B圆环与滑杆无摩擦力
C.A圆环做的是匀速运动
D.B圆环做的是匀速运动
[答案] AD
[解析] 由于A圆环与物体的连线与滑杆垂直,对物体研究,将物体的重力沿滑杆的方向和垂直于滑杆的方向分解,则沿滑杆向下的分力产生的加速度为gsinθ,对整体研究,整体沿滑杆向下运动,整体要有沿滑杆向下的加速度必须是A圆环与滑杆的摩擦力为零,A正确;对B圆环连接的物体研究,由于连接圆环与物体的绳竖直向下,物体受到的合力如果不为零,合力必定沿竖直方向,合力在垂直于滑杆的方向上的分力必产生加速度,这与题意矛盾,物体在垂直于滑杆的方向上速度为零,因此物体受到的合力必为零,物体和圆环一起做匀速运动.D正确.
2.(2009·湖北黄冈中学模拟)如图所示,在宽为20m的小河中央有一只小船,在岸上用两根长各为26m的绳子拉船匀速行驶,若绳子的拉力均为1300N,可知小船所受的阻力为
( )
A.1200N B.1300N
C.2400N D.2600N
[答案] C
[解析] 由于小船是匀速行驶,因此两根绳子的拉力的合力与船所受阻力等大反向,设绳子与河岸的夹角为θ,则阻力f=2×1300cosθ,由几何关系可知,cosθ==,求得f=2400N.
1.用两条细绳把一个镜框悬挂在墙上,在如图所示的四种挂法中,细绳对镜框拉力最小的是 ( )
[答案] B
[解析] 由力的合成与分解知,合力一定时夹角越大分力越大,夹角越小时分力越小,故答案B正确.
14.(2009·温州模拟)质量为M的木楔倾角为θ,在水平面上保持静止,当将一质量为m的木块放在斜面上时正好匀速下滑,如果用与斜面成α角的力F拉着木块匀速上升,如图所示.
求:(1)当α=θ时,拉力F有最小值,求出此最小值;
(2)此时水平面对木楔的摩擦力是多少?
[答案] (1)mgsin2θ (2)mgsin4θ
[解析] (1)物体m放于斜面上时,正好沿斜面匀速下滑,则有mgsinθ=μmgcosθ,得μ=tanθ.
当力F作用于m后,受力情况如图所示,
有
解得:F==.
当α=θ时,tanθ=μ,F有最小值.
F===mgsin2θ,F有最小值mgsin2θ.
(2)将M、m看作一个整体,且M和m处于平衡状态,则水平面对木楔的摩擦力
Ff′=Fcos(θ+α)=Fcos2θ
=mg·sin2θcos2θ=mgsin4θ
13.当物体从高空下落时,空气阻力随速度的增大而增大,因此经过一段距离后将匀速下落,这个速度称为此物体下落的终极速度.已知球形物体速度不大时所受的空气阻力正比于速度v,且正比于球半径r,即阻力F=krv,k是比例系数.对于常温下的空气,比例系数k=3.4×10-4N·s/m2.已知水的密度ρ=1.0×103kg/m3,取重力加速度g=10m/s2,试求半径r=0.10mm的球形雨滴在无风情况下的终极速度vT.(结果取两位有效数字)
[答案] 1.2m/s
[解析] 雨滴下落时受两个力作用:重力,方向竖直向下;空气阻力,方向竖直向上,当雨滴达到终极速度vT后,加速度为零,二力平衡,用m表示雨滴的质量,有
mg-krvT=0①
m=πr3ρ②
由①②得终极速度vT=
代入数值得vT=1.2m/s
12.如图所示,半径为R的半球支撑面顶部有一小孔.质量分别为m1和m2的两只小球(视为质点),通过一根穿过半球顶部小孔的细线相连,不计所有摩擦.请你分析:
(1)m2小球静止在球面上时,其平衡位置与半球面的球心连线跟水平方向的夹角为θ,则m1、m2、θ和R之间应满足什么关系;
(2)若m2小球静止于θ=45°处,现将其沿半球面稍稍向下移动一些,则释放后m2能否回到原来位置?
[答案] (1)m1=m2cosθ与R无关 (2)不能
[解析] (1)根据平衡条件有m2gcosθ=m1g,所以m1=m2cosθ(或cosθ=),与R无关.
(2)不能回到原来位置,m2所受的合力为m2gcosθ′-m1g=m2g(cosθ′-cos45°)>0(因为θ′<45°),所以m2将向下运动.
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