题目列表(包括答案和解析)
5.(2009·安徽蒙城六中教学质检)如图所示,加装“保护器”的飞机一旦在空中发生事故失去动力时,上方的降落伞就会自动弹出.如果一根伞绳就能承重2940N,降落伞展开后伞绳与竖直方向的夹角均为30°,飞机的质量约为30t,忽略其他因素,仅考虑当飞机处于平衡时,降落伞的伞绳至少所需的根数最接近 ( )
A.120根 B.12根
C.60根 D.100根
[答案] A
[解析] 每根伞绳能承受的拉力为F=2940N,设共需n根,则有nFcos30°=300000N,解得n=118,A正确.
4.(2009·江苏高考模拟)如图所示,放在粗糙水平面上的物体A上叠放着物体B.A和B之间有一根处于压缩状态的弹簧.A、B均处于静止状态,下列说法中正确的是 ( )
A.B受到向左的摩擦力
B.B对A的摩擦力向右
C.地面对A的摩擦力向右
D.地面对A没有摩擦力
[答案] D
[解析] 弹簧对B有向左的弹力,B保持静止,因此A对B有向右的摩擦力,B对A的摩擦力向左,A、B错误;A、B整体在水平方向不受其他外力作用,因此没有向左或向右的运动趋势,地面对A没有摩擦力.C错误、D正确.
3.如图所示,一根弹性杆的一端固定在倾角为30°的斜面上,杆的另一端固定一个重量是2N的小球,小球处于静止状态时,弹性杆对小球的弹力 ( )
A.大小为2N,方向平行于斜面向上
B.大小为1N,方向平行于斜面向上
C.大小为2N,方向垂直于斜面向上
D.大小为2N,方向竖直向上
[答案] D
[解析] 由于小球处于静止状态,故小球受力平衡,弹性杆对小球的弹力FN=G=2N,方向竖直向上.
2.一氢气球下系一小重物G,重物只在重力和绳的拉力F作用下做匀速直线运动,不计空气阻力和风力的影响,而重物匀速运动的方向如图中箭头所示的虚线方向,图中气球和重物G在运动中所处的位置正确的是 ( )
[答案] A
[解析] 重物只在重力和绳子的拉力F作用下做匀速直线运动,那么这两个力的合力为0,即绳子的拉力方向是竖直向上,A正确.
1.关于摩擦力,下列说法正确的是 ( )
A.两个接触的物体间可能只存在相互作用的摩擦力
B.两个物体间有弹力一定有摩擦力
C.汽车在水平公路上行驶,驱动轮受到的摩擦力向前
D.杂技演员用手握着竖直的杆向上攀,手握杆的力越大,手受到杆的摩擦力越大
[答案] C
[解析] 有摩擦力一定有弹力,A错;有弹力不一定有摩擦力,B错;驱动轮与地面间的力是动摩擦力,此时方向向前,C正确,演员爬杆时,是静摩擦力,与压力无关,D错.
14.如图所示,质量为2kg的直角三棱柱A放在水平地面上,三棱柱的斜面是光滑的,且斜面倾角θ为37°.质量为1kg的光滑球放在三棱柱和光滑竖直墙壁之间,A和B都处于静止状态,求地面对三棱柱的支持力和摩擦力各为多少?(g=10m/s2,sin37°=,cos37°=)
[答案] 30N 7.5N
[解析] 选取A和B整体为研究对象,它受到重力(M+m)g,地面支持力FN,墙壁的弹力F和地面的摩擦力Ff的作用(如图甲所示)而处于平衡状态.根据平衡条件有:
FN-(M+m)g=0,
F=Ff
可得FN=(M+m)g=30N
再以B为研究对象,它受到重力mg,三棱柱对它的支持力FNB,墙壁对它的弹力F的作用(如图乙所示).而处于平衡状态,根据平衡条件有:FNB·cosθ=mg,
FNB·sinθ=F
解得F=mgtanθ
所以Ff=F=mgtanθ=7.5N
13.在医院里常用如图所示装置对小腿受伤的病人进行牵引治疗.不计滑轮组的摩擦和绳子的质量,绳子下端所挂重物的质量是5kg,问:
(1)病人的脚所受水平方向的牵引力是多大?
(2)病人的脚和腿所受的竖直向上的牵引力共是多大?(g取10N/kg)
[答案] (1)93.3N (2)75N
[解析] 因绳子中各处与其他物体没结点,所以绳子中各处的张力(拉力)都等于所悬挂的重物的重力,即
T=mg=50N.
将ab段的绳子拉力沿水平方向和竖直方向分解,如图所示.
F水平=Tcos30°=43.3N,
F竖直=Tsin30°=25N.
(1)由图知,病人的脚所受水平方向的牵引力:
F牵=T+F水平=50N+43.3N=93.3N.
(2)由图知,病人的脚和腿所受的竖直向上的牵引力:
F牵′=T+F竖直=50N+25N=75N.
12.登山运动员有时需要使用在两竖直岩石墙间爬上去的技术,如图所示.假定鞋与岩石间的动摩擦因数为0.9,运动员腿长为0.9m.
(1)求运动员可以像图中所示那样站立的两端之间的距离.
(2)如果遇到的是两竖直岩石间距离较小的情况,应怎样应付,请提出建议.
[答案] (1)1.3m≤d<1.8m (2)采取的方法如图乙所示
[解析] 设运动员腿长为a,墙间距离为d.
(1)运动员在两墙之间“挂”着时,墙的反作用力的方向一定是沿着运动员的腿,受力的几何图如下图甲所示.给出下列关系式,μ为动摩擦因数,有:
=,即d=
因为μ的最大可能值为0.9,故1.3m≤d<1.8m.
(2)当d较小时,图乙给出了可采取的方法(乙图可取,丙图否定).
11.如图所示,某同学在地面上拉着一个质量为m=30kg的箱子匀速前进,已知箱子与地面间的动摩擦因数为μ=0.5,拉力F1与水平面的夹角为θ=45°,g=10m/s2.求:
(1)绳子的拉力F1为多少?
(2)该同学能否用比F1小的力拉着箱子匀速前进?如果能,请求出拉力的最小值;若不能,请说明理由.
[答案] 100N (2)能 60N
[解析] (1)箱子匀速前进,属于平衡状态,合外力为零.以箱子为研究对象,进行受力分析,其受重力、地面支持力、地面摩擦力、外界拉力,以水平、竖直方向为坐标轴的方向建立坐标系,利用正交分解法可得
F1cos45°=μ(mg-F1sin45°),F1==100N.
(2)设拉力F与水平方向的夹角为θ,利用正交分解法,将水平、竖直两个方向的平衡方程整理有
Fcosθ=μ(mg-Fsinθ),F=.
当θ=arctanμ时,F有最小值,其值为Fmin==60N.
10.如图所示,光滑斜面的倾角为θ,有两个相同的小球1和2,分别用光滑挡板A、B挡住,挡板A沿竖直方向,挡板B垂直于斜面,则两挡板受到小球的压力大小之比为________,斜面受到两个小球的压力大小之比为________.
[答案]
[解析] 本题是典型的根据重力的作用效果进行力的分解的应用,挡板在斜面上的方向不同,重力的作用效果就不同.球1重力分解如图(a)所示,F1=Gtanθ,F2=;球2重力分解如图(b)所示,F1′=Gsinθ,F2′=Gcosθ.
所以挡板A、B所受压力大小之比:==.
斜面受两小球压力大小之比:==.
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