题目列表(包括答案和解析)
一个物体在几个力的作用下保持静止状态或匀速直线运动状态,我们就说这几个力平衡.这时这几个力的作用效果相互抵消,相当于不受力;即这几个力合起来的效果为0.生活中许多情况下物体受到了平衡力的作用,如放在课桌上的文具盒、吊在天花板上的电灯、手中握着的汽水瓶、从井里匀速提起的水桶、被两人共同提着的沉重的行李包.平衡力中最简单的情况是二力平衡,如图甲放在课桌上的文具盒,它受到的重力和支持力是一对平衡力.
理解了平衡力的知识,有利于我们分析物体的受力情况.如图乙,当我们推着一辆小车在地面上匀速前进时,小车在做匀速直线运动,肯定受到平衡力,竖直方向的一对平衡力是重力和支持力;那么水平方向呢?除了推力,肯定还有一个力与之抵消,那就是摩擦力.再如图丙所示,象棋大师为观众表演时,人们常常见到竖直的磁性棋盘上吸着一颗颗棋子.它为什么不掉下来呢?也许你会认为是由于磁性吸力和重力平衡的缘故吧.其实,真正使棋子不掉下来的力是棋子与磁性板间的摩擦力,它与重力是一对平衡力.
学了平衡力的知识后,你会分析生活中物体的受力情况吗?下面我们就来试试吧.
(1)如图所示传送带上一个物体M在图中位置时与传送带一起以1m/s的速度匀速向右运动,不记空气阻力,则M所受的力有哪些?方向如何?
(2)如图所示,把吸盘贴在竖直墙壁上,挤出盘中部分空气,便可使盘吸在墙上,在盘的挂钩上挂上重物后仍处于静止状态,则以下说法中正确的是
[ ]
A.大气压力跟物体的重力相平衡
B.盘的吸力与物体的重力相平衡
C.盘受到的静摩擦力与物体的重力相平衡
D.盘的吸力大于重力
【典型例题点评】
例1:(05.宿迁)某物理实验小组的同学在探究“物体所受重力大小与物体质量的关系”的实验记录如下表:
实测 物体 | 物体质量 m(kg) | 重力 G(N) | 比值G/m (N/kg) | 比值G/m的平均值 (N/kg) |
物体1 | 0.1 | 0.99 | 9.9 | |
物体2 | 0.2 | 1.96 | 9.8 | |
物体3 | 0.3 | 2.91 | 9.7 |
(1)在实验过程中,需要的测量工具有 和 ;
(2)在上表空白处填出比值G/m的平均值;
(3)分析表中实验数据,得出结论是: 。
分析与解:要探究“物体所受重力大小与物体质量的关系”(1)首先必须解决如何侧得质量和重力。所以需要的测量工具有:天平和测力计。(2)G/m的平均值为:9.8。(3)由于侧得的G/m比值保持不变,说明物体的重力与质量成正比。
点评:这一题主要考察考生实验的基本技能:主要有三个方面:仪器的选取,实验数据的处理以及根据侧得的数据进行推理,得出结论的能力。
例2:(05.大连)为了测定木块所受到的摩擦力,两个实验小组分别设计了甲、乙两种实验方案,实验装置如图所示,实验中不计弹簧测力计的重力。
甲方案:在水平实验桌面上将木版用线拉住,通过弹簧侧力计沿木板方向水平拉木块,使木块在木板上面滑动。
乙方案;将木板放在水平实验桌面上,用线通过弹簧测力计水平地拉住木块,沿木板方向水平拉木板,使木板在木块下面滑动。
(1)从实验操作方面考虑,应选择 方案,简述你的理由。
(2)从实验误差方面考虑,应选择 方案,简述你的理由。
分析与解:原理:甲方案:对摩擦力的测量是采用“间接法”进行的,只有当弹簧秤拉动木块匀速运动时,拉力才与摩擦力成为一对平衡力,它们大小相等。乙方案:拉动木板时,木块受到向左的摩擦力,由于木块相对地面静止,则摩擦力与弹簧秤的拉力是一对平衡力。
点评:一个实验设计,必须遵循科学性原则,简便性原则,可操作性原则以及准确性原则。这一考题正是考察考生在两个实验方案中,就可操作性以及准确性方面做出正确判断的能力。
例3:(05.温州)朱启南在雅典奥运会上打破男子10米气步枪世界记录并获得冠军。比赛中,他射出的子弹在空中高速飞行。下列对空中飞行的子弹受力分析正确的是
A、受到重力和空气的阻力 B、只受到空气的阻力
C、只受到枪膛内高温燃气的推力 D、只受到朱永启南的推力
分析与解:子弹飞出枪膛之前,受到枪膛内高温燃气的推动,子弹飞出枪膛以后,枪膛内高温燃气的推力就消失,子弹在空中高速飞行时,受到重力和空气阻力。
正确答案:A
点评:对空中飞行的物体进行受力分析时,往往只受重力和阻力作用,如果是质量较大低速运动的物体如投掷出去的铅球,空气阻力可以不记的。而向上的冲力或惯性力这些力,都是不存在的。
例4(05.北京)古代护城河上安装的吊桥可以看成一个以D为支点的杠杆,如图12-2所示。一个人通过定滑轮用力将吊桥由图示位置缓慢拉至竖直位置,若用 L表示绳对桥板的拉力F的力臂,则关于此过程中L的变化以及乘积FL的变化情况,下列说法正确的是( )
分析与解:当吊桥被吊起的过程中,如图12-3中虚线位置(1)所示,吊桥重力的力臂l在减小,而吊绳的拉力的力臂L却在增大,根据杠杆的平衡条件:FL=Gl可知,FL在减小;当吊桥被吊到虚线位置(2)的过程,重力的力臂l变小,所以FL也在变小,而F的力臂L则由大变小。
正确答案:C
点评:解决杠杆的问题,必须先确定杠杆的五要素,再根据题目的已知条件,结合杠杆的平衡条件,进行推断。对于动态变化的杠杆问题,(如上题)可以取变化过程中的几个状态进行分析比较,从而得出结论。
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