题目列表(包括答案和解析)
17.(10分)如图所示,A、B是系在绝缘细线两端,带有等量同种电荷的小球,其中mA=0.1 kg,细线总长为20 cm,现将绝缘细线绕过固定于O点的光滑定滑轮,将两球悬挂起来,两球平衡时,OA的线长等于OB的线长,A球倚在光滑绝缘竖直墙上,B球悬线OB偏离竖直方向60°,求B球的质量和墙所受A球的压力.(g取10 m/s2)
答案:0.2 kg 1.732 N方向水平向左
解析:对A进行受力分析,如图所示,由平衡条件得:
FT-mAg-Fsin 30°=0,①
Fcos 30°-FN=0.②
对B受力分析如图所示,由平衡得FT=F,③
F=.mBg.④
由①②③④式得mB=0.2 kg.
FN=1.732 N,由牛顿第三定律,墙所受A球压力大小:
FN′=FN=1.732 N,方向水平向左.
16.(10分)如图所示,质量均为m的A、B两物体,用劲度系数为k的轻质弹簧相连,A被手用外力F提在空中静止,B离地面高度为h.放手后,A、B下落,且B与地面碰撞后不反弹,则当弹簧的弹力为mg时,物体A下落的距离是多少?
答案:h+2mg/k
解析:两物体用手提着时,弹簧伸长x1=;当落地后,弹力为mg时,弹簧又被压缩x2=,故A共下落的距离x=x1+x2+h=h+2mg/k.
15.某同学做“验证力的平行四边形定则”实验时,主要步骤是:
A.在桌上放一块方木板,在方木板上铺一张白纸,用图钉把白纸钉在方木板上;
B.用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点,在橡皮条的另一端拴上两条细绳,细绳的另一端系着绳套;
C.用两个弹簧测力计分别钩住绳套,互成角度地拉橡皮条,使橡皮条伸长,结点到达某一位置O.记录下O点的位置,读出两个弹簧测力计的示数;
D.按选好的标度,用铅笔和刻度尺作出两只弹簧测力计的拉力F1和F2的图示,并用平行四边形定则求出合力F;
E.只用一个弹簧测力计,通过细绳套拉橡皮条使其伸长,读出弹簧测力计的示数,记下细绳的方向,按同一标度作出这个力F′的图示;
F.比较F′和F的大小和方向,看它们是否相同,得出结论.
上述步骤中:有重要遗漏的步骤的序号是________和________;遗漏的内容分别是________________________和________________________.
答案:C E 记下两条绳的方向 把橡皮条的结点拉到同一位置O
解析:据验证力的平行四边形定则的操作规程可知,有重要遗漏的步骤的序号是C、E.在C中未记下两条细绳的方向.E中未说明是否把橡皮条的结点拉到了同一位置O.
14.在“探究弹力与弹簧伸长量的关系”实验中,将弹簧水平放置测出其自然长度,然后竖直悬挂让其自然下垂,在其下端竖直向下施加外力F,实验过程是在弹性限度内进行的.用记录的外力F与弹簧的形变量x作出Fx图线如图所示.由图可知弹簧的劲度系数为________,图线不过原点的原因是由于________________.
答案:200 N/m 弹簧自身有重力
解析:根据图示倾斜直线可求出其斜率,从而求出弹簧的劲度系数k== N/m=200 N/m.从直线与坐标轴的交点可以看出,当弹簧的伸长量为0.5 cm时,向下施加的外力F为零,说明没有外力时弹簧已有一个伸长量,这是由于弹簧自身重力作用造成的.
13.如图所示,质量为m、横截面为直角三角形的物块ABC,∠ABC=α,AB边靠在竖直墙面上,F是垂直于斜面BC的推力,现物块静止不动,则摩擦力的大小为________.
答案:mg+Fsin α
解析:共点力作用下物体平衡问题的求解思路、静摩擦力的求法.
物体受力如图所示,物体受重力G、外力F、摩擦力Ff及垂直墙壁的支持力FN,处于平衡状态,在竖直方向有Ff=G+F·sin α即Ff=mg+Fsin α.
12.如图所示,A、B两物体的质量分别为mA、mB,且mA>mB,整个系统处于静止状态,小滑轮的质量和一切摩擦均不计,如果绳一端由Q点缓慢地向左移到P点,整个系统重新平衡后,物体A的高度和两滑轮间绳与水平方向的夹角θ如何变化( )
A.物体A的高度升高,θ角变大
B.物体A的高度降低,θ角变小
C.物体A的高度升高,θ角不变
D.物体A的高度不变,θ角变小
答案:C
解析:系统静止时,与动滑轮接触的那一小段绳子受力情况如图所示,同一根绳上的拉力F1、F2总是相等的,它们的合力F与F3是一对平衡力,以F1、F2为邻边所作的平行四边形是菱形,故mBg=2mAgsin θ.绳的端点由Q点移向P点时,由于mA、mB的大小不变,故θ不变,因此B下降,A上升.
11.如图所示,一个物体受到三个共点力F1、F2、F3的作用,这三个力的大小和方向刚好构成三角形,则这个物体所受的合力是( )
A.2F1 B.F2
C.F3 D.2F3
答案:D
解析:由力的三角形法则可知:力F1和F2的合力为F3,与另一个力F3大小相等,方向相同,所以力F1、F2、F3的合力为2F3,故选项D正确.此题如果将力F3改为反向,则F1、F2、F3的合力为零,表示三力的有向线段顺次首尾相接.
10.如图所示,一个半球形的碗放在桌面上,碗口水平,O是球心,碗的内表面光滑.轻质杆的两端固定有两个小球,质量分别是m1、m2.当它们静止时,m1、m2与球心的连线跟水平面分别成60°、30°角,则碗对两小球的弹力F1、F2大小之比是( )
A.1∶2 B.∶1
C.1∶ D.∶2
答案:B
解析:选m1、m2组成的整体作为研究对象进行分析,则三力平衡必共点,故F1:F2=tan 60°=,选项B正确.
9.如图所示,传送带向右上方匀速运转,石块从漏斗里竖直掉落到传送带上,然后随传送带向上运动.下述说法中正确的是( )
A.石块落到传送带上可能先做加速运动后做匀速运动
B.石块在传送带上一直受到沿斜面向上的摩擦力作用
C.石块在传送带上一直受到沿斜面向下的摩擦力作用
D.开始时石块受到沿斜面向上的摩擦力后来不受摩擦力
答案:AB
解析:石块从漏斗里竖直掉落到传送带上时,沿传送带方向的速度为零,受重力作用有向下运动的趋势,所以石块在传送带上一直受到沿斜面向上的摩擦力作用.由于有摩擦力,石块将会沿斜面向上加速运动直到达到传送带的速度.
8.(2009·天津理综)物块静止在固定的斜面上,分别按图示的方向对物块施加大小相等的力F,A中F垂直于斜面向上,B中F垂直于斜面向下,C中F竖直向上,D中F竖直向下,施力后物块仍然静止,则物块所受的静摩擦力增大的是( )
答案:D
解析:物体在斜面上受到沿斜面向上的静摩擦力,故知竖直向下的力F会使其所受到的静摩擦力增大,D选项正确.
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