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- 2021-05-26 发布
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课练 6 受力分析 共点力的平衡
小题狂练⑥ 小题是基础 练小题 提分快
1.[2019·陕西省部分学校摸底]如图所示,物体A靠在竖直墙面上,在竖直向上的力F作用下,A、B共同向上匀速运动,下列说法正确的是( )
A.物体A受到物体B对它的作用力的大小等于物体A的重力
B.物体B受到的作用力F的大小要小于物体A、B的重力之和
C.墙面对物体A的滑动摩擦力方向向下
D.物体A对物体B的静摩擦力方向沿接触面斜向上
答案:A
解析:A、B共同向上匀速运动,则A和B均处于受力平衡状态.对B分析可知,B受A的作用力、向下的重力、向上的力F三力作用,则A对B的作用力竖直向下,B对A的作用力竖直向上,分析可知,B对A的作用力大小等于A的重力,选项A正确;A、B整体水平方向不受力,故墙面对A、B无弹力作用,墙面对物体A没有摩擦力,F大小等于A、B的重力之和,选项B、C错误;物体A对物体B的静摩擦力方向沿接触面斜向下,选项D错误.
2.[2019·湖北省武昌调研]将两个质量均为m的小球a、b用细线相连后,再用细线悬挂于O点,如图所示.用力F拉小球b,使两个小球都处于静止状态,且细线Oa与竖直方向的夹角θ=30°,则F的最小值为( )
A.mg B.mg
C.mg D.mg
答案:B
解析:将a、b看成一个整体受力分析可知,当力F与Oa垂直时,F有最小值,可知此时Fmin=2mgsinθ=mg,B正确.
3.[2019·河南省商丘模拟]如图所示,固定在竖直平面内的光滑圆环的最高点有一个光滑的小孔.质量为m的小球套在圆环上.一根细线的下端系着小球,上端穿过小孔用手拉住.现拉动细线,使小球沿圆环缓慢上移,在移动过程中手对线的拉力F和圆环对小球的弹力FN的大小变化情况是( )
A.F不变,FN增大 B.F不变,FN减小
C.F减小,FN不变 D.F增大,FN减小
答案:C
解析:小球沿圆环缓慢上移可看成小球处于平衡状态,对小球进行受力分析,如图所示,由图可知==,当小球上移时,R不变,AB减小,故F′减小,FN不变,而F′=F,故C正确.
4.[2019·黑龙江省伊春模拟]如图所示,在竖直放置的穹形光滑支架上,一根不可伸长的轻绳通过光滑的轻质滑轮悬挂一重物G.现将轻绳的一端固定于支架上的A点,另一端从B点沿支架缓慢地向C点靠近.则绳中拉力大小变化的情况是( )
A.先变小后变大
B.先变小后不变
C.先变大后不变
D.先变大后变小
答案:C
解析:当轻绳的右端从B点移到直杆最上端时,设两绳的夹角为2θ,绳中的拉力大小为F.以滑轮为研究对象,受力分析如图甲所示.根据平衡条件得2Fcosθ=mg,得到绳子的拉力大小为F=,所以在轻绳的右端从B点移到直杆最上端的过程中,θ增大,cosθ减小,则F变大.当轻绳的右端从直杆最上端移到C点时,如图乙,设两绳的夹角为2α.设绳子总长为L,两直杆间的距离为s,由数学知识得sinα=,L、s不变,则α保持不变.再根据平衡条件可知,两绳的拉力F保持不变,所以绳中拉力大小变化的情况是先变大后不变.C正确.
5.
如图所示,用一轻绳将光滑小球P系于竖直墙壁上的O点,在墙壁和球P之间夹有一正方体物块Q,P、Q均处于静止状态,现有一铅笔紧贴墙壁压在轻绳上从O点开始缓慢下移(该过程中,绳中张力处处相等),P、Q始终处于静止状态,则在铅笔缓慢下移的过程中( )
A.P所受的合力增大
B.Q受到墙壁的摩擦力逐渐变大
C.P对Q的压力逐渐减小
D.绳的拉力逐渐增大
答案:D
解析:P受重力、绳的拉力和Q的支持力而处于平衡状态,合力为零,选项A错误;设绳与竖直方向的夹角为θ
,根据共点力平衡,绳的拉力大小为T=,Q对P的支持力大小为N=mgtanθ,铅笔缓慢下移的过程中,θ增大,则拉力T增大,Q对P的支持力增大,选项D正确,C错误;对Q,在竖直方向上,Q的重力与摩擦力始终平衡,Q受到的摩擦力不变,选项B错误.
6.
如图所示,带有光滑竖直杆的三角形斜劈固定在水平地面上,放置于斜劈上的光滑小球与套在竖直杆上的小滑块用轻绳连接,开始时轻绳与斜面平行.现给小滑块施加一竖直向上的拉力,使小滑块沿杆缓慢上升,整个过程中小球始终未脱离斜面,则有( )
A.轻绳对小球的拉力逐渐减小
B.小球对斜劈的压力逐渐增大
C.对小滑块施加的竖直向上的拉力逐渐增大
D.竖直杆对小滑块的弹力先增大后减小
答案:C
解析:
对小球受力分析,受重力G1、支持力N1和细线的拉力T,如图甲所示.根据平衡条件可知,T增大,N1减小,根据牛顿第三定律,小球对斜劈的压力也减小,A、B均错误;对小球和滑块整体分析,受重力G、斜面的支持力N1,杆的支持力N,拉力F,如图乙所示,根据平衡条件,水平方向N=N1sinθ,竖直方向F+N1cosθ=G,因N1减小,故N减小,F增大,C正确,D错误.
7.
(多选)如图所示,一光滑半圆环竖直固定于粗糙的木板上,圆心为O1,穿套在环上的小球A位于左侧最低点,并由细线通过光滑的小滑轮O与小球B相连,B右侧细线水平,O在圆心O1的正上方,OA与竖直方向成30°角,OA⊥OB
,地面水平,两球均处于静止状态,小球A恰好对木板没有力的作用.若对B施加一外力,使小球A缓慢运动到O点正下方的过程中,木板始终静止,则下列说法正确的是( )
A.A、B两球的质量之比为:1
B.OA细线拉力逐渐变大
C.地面对木板的摩擦力逐渐变小
D.地面对木板的支持力逐渐变小
答案:AC
解析:小球A位于左侧最低点时,细线对小球A的拉力大小T=,对小球B有OB细线拉力T′=,T=T′,得mA:mB=:1,选项A正确;设OO1=h,OA=x,圆环的半径为R,细线OA的拉力大小为F,环对A的支持力大小为N1,如图1所示,则根据三角形相似有==,当x变小时,F也变小,但N1不变,选项B错误;设细线OA与OO1间夹角为θ,以小球A、半圆环和木板整体受力分析如图2所示,地面对木板的摩擦力大小f=Fsinθ=xsinθ,而xsinθ表示小球A与O间的水平距离,是逐渐变小的,故f逐渐变小,选项C正确;地面对木板的支持力大小N2=(m板+mA+m环)g-Fcosθ=(m板+mA+m环)g-xcosθ而xcosθ表示小球A与O间的竖直距离,是逐渐变小的,N2逐渐变大,选项D错误.
8.
[2019·福建省福州质检]课堂上,教师准备了“L”形光滑木板和三个完全相同、外表面光滑的匀质圆柱形积木,要将三个积木按图示(截面图)方式堆放在木板上,则木板与水平面的夹角θ的最大值为( )
A.30° B.45°
C.60° D.90°
答案:A
解析:θ取0°时,下面两圆柱将会分开,无法稳定,应适当增大θ以保持系统稳定,此时下面两圆柱之间有弹力;当下面两圆柱之间的弹力恰好为0时,对应的θ为最小值;增大θ,右圆柱和上圆柱之间的弹力减小,若θ太大,此两圆柱将分开,临界情况为θ取30°时,左边两圆柱的圆心连线在竖直方向上,保证上圆柱只受到两个力的作用恰好处于平衡状态,此时上圆柱与右圆柱间相互接触且无弹力,A正确.
9.[2019·山东省枣庄三中质检]如图所示,物体A、B叠放在物体C上,C置于水平地面上,水平力F作用于B,使A、B、C一起匀速运动,各接触面间摩擦力的情况是( )
A.B对C有向左的摩擦力
B.C对A有向左的摩擦力
C.C受到三个摩擦力作用
D.C对地面有向右的摩擦力
答案:D
解析:以A为研究对象,可知A与C间无摩擦力.以B为研究对象易知,C对B有向左的摩擦力,B对C有向右的摩擦力,以A、B、C整体为研究对象可知地面对C有水平向左的摩擦力,综上D正确.
10.
[2019·河北省名校联盟一测](多选)如图所示,用光滑的粗铁丝做成一直角三角形,BC边水平,AC边竖直,∠ABC=β,∠A=α,AB及AC两边上分别套有细线系着的铜环M、N,当它们静止时,细线与AB所成的角为γ,与AC所成的角为θ(细线长度小于BC),则( )
A.γ=β
B.θ=
C.θ>-α
D.β<γ<
答案:CD
解析:假设AC上的铜环的质量为零,重力为零,它仅受线的拉力和铁丝AC的弹力,由于铁丝对AC上的环的弹力垂直于AC,则细线必定垂直于AC,则细线平行于BC,此时γ=β.但实际上AC上的环的质量不为零,要使此环处于静止状态,细线的左端略高,则有γ>β.假设AB上的铜环的质量为零,重力为零,它仅受细线的拉力和铁丝AB的弹力,则平衡时,细线与AB垂直,γ=,而AB上的铜环的质量不为零,要使此环处于静止状态,细线不能与AB垂直,应有γ<,故β<γ<,θ>-α,选项A、B错误,C、D正确.
11.[2019·湖南省衡阳三中摸底](多选)如图所示,一根轻质细绳跨过定滑轮连接两个小球A、B,它们都穿在一根光滑的竖直杆上,不计细绳与滑轮之间的摩擦,当两球平衡时OA绳与水平方向的夹角为60°,OB绳与水平方向的夹角为30°,则A、B的质量之比和杆对A、B的弹力之比分别为( )
A.= B.=
C.= D.=
答案:AC
解析:分别对A、B两球受力分析,如图所示.由几何知识得
T1sin60°=mAg,T2sin30°=mBg,T1=T2,故mA:mB=sin60°:sin30°=:1.同理,=,选项A、C正确,B、D错误;故选A、C.
12.[2019·四川省五校联考]如图所示,轻杆A端用铰链固定在墙上,B端吊一重物.轻绳跨过定滑轮用拉力F将B端缓慢上拉,滑轮O在A点正上方(滑轮大小及绳与滑轮间的摩擦均不计),且OA>AB,在AB杆达到竖直前( )
A.拉力F增大 B.拉力F大小不变
C.杆的弹力增大 D.杆的弹力大小不变
答案:D
解析:
以B点为研究对象,分析受力情况,绳子向下的拉力T、轻杆的支持力N和绳子沿BO方向的拉力F′,作出力的示意图如图,由平衡条件知,N和F′的合力T′与T大小相等,方向相反,根据三角形相似可得,==,又T′=G,F=F′,解得N=G,F=G,∠BAO变小时,AB、AO保持不变,BO变小,则N保持不变,F变小,D正确.
13.[2019·山东省青岛二中考试](多选)如图所示,横截面为直角三角形的斜劈P,靠在粗糙的竖直墙面上,力F通过球心水平作用在光滑球Q上,P、Q处于静止状态.当力F增大时,P、Q仍保持静止,下列说法正确的是( )
A.球Q对地面的压力不变
B.球Q对斜劈P的支持力增大
C.斜劈P对竖直墙壁的压力增大
D.墙面对斜劈P的摩擦力增大
答案:BC
解析:以P、Q整体为研究对象,水平向右的力F与墙壁的支持力等大反向,故墙壁对P的支持力增大,由牛顿第三定律知,C正确.对Q,受力分析如图1所示,可知当力F增大时,P、Q间的作用力增大,球Q对地面的压力增大,B正确,A错误.对P,受力分析如图2所示,开始时P与墙壁的摩擦力方向不确定,故无法判断此摩擦力的变化,故D错误.
14.[2019·吉林省长春一测](多选)如图所示,质量为M的三角形木块A静止在水平地面上,其左右两斜面光滑,一质量为m的物块B沿倾角α=30°的右侧斜面加速下滑时,三角形木块A刚好保持静止,已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则当物块B沿倾角β=60°的左侧斜面下滑时,下列说法正确的是( )
A.A仍然静止不动,地面对A的摩擦力两种情况下等大
B.A仍然静止不动,对地面的压力比沿右侧斜面下滑时对地面的压力小
C.A将向右滑动,若使A仍然静止需对其施加向左的作用力
D.若α=45°,A将滑动
答案:CD
解析:物块B沿着右侧斜面下滑时,对斜面的压力等于其重力沿垂直斜面的分力,为F=mgcos30°,对木块A受力分析,木块A受重力、压力、支持力和向右的静摩擦力,如图1所示.木块A恰好不滑动,故静摩擦力达到最大值,等于滑动摩擦力,根据平衡条件有,x方向:f=Fsin30°,y方向:N=mg+Fcos30°,f=μN1,其中N=N1,解得μ=.物块B从左侧下滑时,先假设木块A不动,木块A受重力、支持力、压力和向左的摩擦力,如图2所示.压力等于物块B
重力沿垂直斜面的分力,即F′=mgcos60°,竖直方向一定受力平衡,即支持力N′=Mg+F′cos60°=Mg+mg,N′=N″,故最大静摩擦力fm=μN″=,压力沿平行地面方向的分力为F′cos30°=mg>fm,故A一定会滑动,要使A静止,需要对其施加向左的推力,故C正确,A、B错误.若α=45°,物块B沿右侧斜面下滑时,先假设A不动,B对A的压力为mgcos45°,该压力沿平行地面方向的分力为mgsin45°cos45°,竖直分力为mgcos45°sin45°,与α=30°时相比,B对A压力沿平行地面的分力变大,B对A压力的竖直分力变小,故A一定滑动,D正确.
15.[2019·广东省湛江调研](多选)如图所示,细线的两端固定在天花板上的A、B两点,在线上的C、D两点悬挂质量相等的物体a、b,并处于静止状态,CD段细线严格水
平.若将b物体的质量增大后,为了保持CD段细线严格水平,整个系统处于静止状态,则( )
A.应将悬挂点D适当向B移动,减小BD的长度
B.应将悬挂点C适当向A移动,减小AC的长度
C.移动后细线AC的张力大于细线BD的张力
D.移动后细线AC的张力小于细线BD的张力
答案:AD
解析:设a、b的质量分别为M和m,AC、BD与竖直方向的夹角分别为α、β,对结点C、D受力分析,如图所示.竖直方向:F1cosα=Mg,F2cosβ=mg,水平方向:F1sinα=T,F2sinβ=T′,其中T=T′,联立可得Mgtanα=mgtanβ,当a、b质量相等时,有α=β,若将b的质量增大,即Mβ,选项A正确,B错误.当α>β,由F1sinα=F2sinβ知,F1).现将重物向右上方缓慢拉起,并保持夹角α不变.在OM由竖直被拉到水平的过程中( )
A.MN上的张力逐渐增大
B.MN上的张力先增大后减小
C.OM上的张力逐渐增大
D.OM上的张力先增大后减小
答案:AD
解析:将重物向右上方缓慢拉起,重物处于动态平衡状态,可利用平衡条件或力的分解画出动态图分析.将重物的重力沿两绳方向分解,画出分解的动态图如图所示.在三角形中,根据正弦定理有==,由题意可知FMN的反方向与FOM的夹角γ=180°-α,不变,因sinβ(β为FMN与G的夹角)先增大后减小,故OM上的张力先增大后减小,当β=90°时,OM上的张力最大,因sinθ(θ为 FOM与G的夹角)逐渐增大,故MN上的张力逐渐增大,选项A、D正确,B、C错误.
课时测评⑥ 综合提能力 课时练 赢高分
一、选择题
1.
[2019·福建仙游一中月考]三个质量均为1 kg的相同木块a、b、c和两个劲度系数均为500 N/m的相同轻弹簧p、q用轻绳连接,如图所示,其中a放在光滑水平桌面上,开始时p弹簧处于原长,木块都处于静止状态.现用水平力F缓慢地向左拉p弹簧的左端,直到c木块刚好离开水平面为止,g取10 m/s2.该过程p弹簧的左端向左移动的距离是( )
A.4 cm B.6 cm
C.8 cm D.10 cm
答案:C
解析:p弹簧的左端向左移动的距离等于p、q两弹簧的形变量之和.xq=+,xp=,p弹簧的左端向左移动的距离为x=xp+xq=8 cm,C正确.
2.[2019·广东五校联考]如图所示,物体A、B用细绳与弹簧连接后跨过滑轮.A静止在倾角为45°的粗糙斜面上,B悬挂着.已知质量mA=3mB,不计滑轮摩擦,现将斜面倾角由45°减小到30°,那么下列说法中正确的是( )
A.弹簧的弹力将减小
B.物体A对斜面的压力将减小
C.物体A受到的静摩擦力将减小
D.弹簧的弹力及物体A受到的静摩擦力都不变
答案:C
解析:
设mA=3mB=3m,对物体B受力分析,受重力和拉力,由二力平衡得弹簧的弹力不变,A错误;再对物体A进行受力分析,受重力、支持力、弹簧的弹力和静摩擦力,如图所示.刚开始由于mAgsin45°=mg>mBg=mg,所以摩擦力沿斜面向上,斜面倾角变为30°以后摩擦力仍然沿斜面向上.根据平衡条件得到f+T-3mgsinθ=0,N-3mgcosθ=0,解得f=3mgsinθ-T=3mgsinθ-mg,N=3mgcosθ.
当θ减小时,物体A受到的静摩擦力f将减小,物体A对斜面的压力N增大,故C正确,B、D错误.
3.[2019·陕西宝鸡模拟]如图所示,两块相互垂直的光滑挡板OP、OQ,OP竖直放置,小球a、b固定在轻弹簧的两端,并斜靠在OP、OQ挡板上.现有一个水平向左的推力F作用于b上,使a、b紧靠挡板处于静止状态.现保证b球不动,使竖直挡板OP向右缓慢平移一小段距离,则( )
A.推力F变大 B.弹簧长度变短
C.弹簧长度变长 D.b对挡板OQ的压力变大
答案:C
解析:设弹簧与竖直方向的夹角为α,现保证b球不动,使竖直挡板OP向右缓慢平移一小段距离,则α减小,以a球为研究对象,分析受力情况,根据平衡条件得F弹=,α减小,cosα增大,则F弹减小,弹簧变长;挡板对a的弹力N=mgtanα,α减小,N减小;对a、b和弹簧整体研究,水平方向F=N,则推力F将减小,故A、B错误,C正确;竖直方向,挡板OQ对b的支持力FN=(ma+mb)g,不变,根据牛顿第三定律可知,b对挡板OQ的压力不变,故D错误.
4.[2019·四川省成都七中检测]如图,倾角为θ的斜面体C置于水平地面上,小物体B置于斜面上,通过细绳跨过光滑的定滑轮与物体A相连接,连接物体B的一段细绳与斜面平行,已知A、B、C都处于静止状态,则( )
A.物体B受到斜面体C的摩擦力一定不为零
B.斜面体C受到水平地面的摩擦力一定为零
C.斜面体C有沿地面向右滑动的趋势,一定受到地面向左的摩擦力
D.将细绳剪断,若B依然静止在斜面上,此时水平地面对斜面体C的摩擦力一定不为零
答案:C
解析:以B、C整体为研究对象,受到了斜向上的拉力,故有向右运动的趋势,所以地面对C有水平向左的摩擦力,C正确,B错误.以B为研究对象,细绳斜向上的拉力与B的重力沿斜面向下的分力大小关系不确定,所以C对B可能有摩擦力也可能没有摩擦力,A错误.将细绳剪断,B、C整体静止,竖直向下的重力与地面竖直向上的支持力等大反向,地面对C的摩擦力为零,D错误.
5.[2019·辽宁东北育才学校模拟]如图所示,置于地面的矩形框架中用两细绳拴住质量为m的小球,绳B水平.设绳A、B对球的拉力大小分别为F1、F2,它们的合力大小为F.现将框架在竖直平面内绕左下端缓慢逆时针旋转90°,在此过程中( )
A.F1先增大后减小 B.F2先增大后减小
C.F先增大后减小 D.F先减小后增大
答案:B
解析:
对小球受力分析如图所示.小球处于静止状态,受力平衡,两绳的拉力的合力与重力大小相等,方向相反,则F不变,根据平行四边形定则可知,将框架在竖直平面内绕左下端缓慢逆时针旋转90°的过程中,F1逐渐减小,F2先增大后减小,当绳A处于水平方向时,F2最大,故B正确.
6.[2019·浙江温州中学模拟]如图所示,倾角θ=30°的斜面体A静止在水平地面上,一根轻绳跨过斜面体顶端的小滑轮,绳两端系有质量均为m的小物块a、b,整个装置处于静止状态,滑轮两侧轻绳方向分别沿斜面和竖直方向.现给物块b施加一个水平向右的拉力F,使b缓慢移动直到连接b的轻绳与竖直方向成30°角(不计绳与滑轮间的摩擦),此过程中下列说法正确的是( )
A.b受到绳的拉力先增大再减小
B.小物块a受到的摩擦力先增大再减小
C.水平拉力F逐渐增大
D.小物块a一定沿斜面缓慢上移
答案:C
解析:b受力平衡,对b进行受力分析,如图甲所示.
设连接b的轻绳与竖直方向的夹角为α,b缓慢移动直到连接b的轻绳与竖直方向成30°角的过程中,α变大,根据平行四边形定则可知,T逐渐增大,F逐渐增大,故A错误,C正确;对a进行受力分析,如图乙所示;刚开始T′=mg,a处于静止状态,则f=T′-mgsin30°=mg,方向沿斜面向下,T′增大时,f增大,由于不知道最大静摩擦力的具体值,所以不能判断a是否会滑动,故B、D错误.
7.[2019·湖南长郡中学模拟]如图所示,质量为m的硬质面字典A对称放在硬质面的书本B上,将书本B
的一端缓慢抬高至字典刚要滑动,此时书脊与水平面的夹角为θ.下列说法中正确的是( )
A.B对A的作用力为零
B.B的一个侧面对A的弹力为mgcosθ
C.B对A的最大静摩擦力的合力为mgsinθ
D.A受到3个力的作用
答案:C
解析:B对A的作用力大小为A的重力mg,方向竖直向上,故A错误;B的一个侧面对A的弹力N=mgcosθ,故B错误;A受力平衡,根据平衡条件得,B对A的最大静摩擦力的合力f合=mgsinθ,故C正确;A处于静止状态,对A进行受力分析,A受到重力,书本B两侧对A的两个支持力,B书两侧对A的两个摩擦力,共5个力,故D错误.
8.[名师原创]如图,轻弹簧上端固定,下端连接一小球,小球静止在水平面上的A点,将小球缓慢移到B点放手,小球仍静止.已知小球在A、B两处弹簧均处于伸长状态.则小球在A、B处受力的情况是( )
A.小球在B处所受到的合力更大
B.B处小球受到的摩擦力更小
C.小球在B处受到的支持力更大
D.B处弹簧的弹力与支持力的合力一定更大
答案:D
解析:
小球在A、B两处的合力都为0,A错误.对小球受力分析,如图所示,则有f=Fcosα,Fsinα+N=mg,弹力F显然增大,α减小,可见摩擦力增大,B错误.N的变化情况无法判断,C错误.摩擦力与重力的合力一定增大,而弹力F与N的合力也一定增大,D正确.
9.[2019·河北省邢台二中检测]
轻绳一端系在质量为m的物块A上,另一端系在一个套在粗糙竖直杆MN的圆环上.现用水平力F拉住绳子上一点O,使物块A从图中实线位置缓慢下降到虚线位置,但圆环仍保持在原来位置不动.在这一过程中,环对杆的摩擦力F1和环对杆的压力F2的变化情况是( )
A.F1保持不变,F2逐渐增大
B.F1保持不变,F2逐渐减小
C.F1逐渐增大,F2保持不变
D.F1逐渐减小,F2保持不变
答案:B
解析:以圆环、物块A及轻绳整体为研究对象,分析受力情况,如图1所示.根据平衡条件得,杆对环的摩擦力F1=G,保持不变,杆对环的弹力F2=F.再以结点O为研究对象,分析受力情况,如图2所示.由平衡条件得F=mgtanθ;在物块A从题图中实线位置缓慢下降到虚线位置的过程中,θ逐渐减小,则F逐渐减小,F2逐渐减小.故选B.
10.
(多选)如图所示,斜面体A静止放置在水平地面上.质量为m的滑块B在外力F1和F2的共同作用下沿斜面体表面向下运动.当F1方向水平向右、F2方向沿斜面体的表面向下时,斜面体受到地面的摩擦力方向向左.则下列说法中正确的是 ( )
A.若只撤去F1,在滑块B仍沿斜面向下运动的过程中,A所受地面摩擦力的方向可能向右
B.若只撤去F2,在滑块B仍沿斜面向下运动的过程中,A所受地面摩擦力的方向可能向右
C.若只撤去F2,在滑块B仍沿斜面向下运动的过程中,A所受地面摩擦力不变
D.若同时撤去F1和F2,滑块B的加速度方向一定沿斜面向下
答案:CD
解析:选斜面体为研究对象,其受力当中在水平方向有分力的有:B对A的压力FN,B对A的摩擦力Ff1和地面对A的摩擦力Ff2.
如图所示,设斜面倾角为θ.
则:Ff1cosθ+Ff2=FNsinθ.
所以:Ff1cosθμmgcosθ,所以滑块B的加速度方向一定向下,即D正确.
二、非选择题
11.
如图所示,水平细杆上套一环A,环A与球B间用一不可伸长轻质绳相连,质量分别为mA=0.40 kg和mB=0.30 kg,由于B球受到水平风力作用,使环A与球B一起向右匀速运动.运动过程中,绳始终保持与竖直方向夹角θ=30°,重力加速度g取10 m/s2,求:
(1)B球受到的水平风力大小;
(2)环A与水平杆间的动摩擦因数.
答案:(1)1.73 N (2)0.25
解析:
(1)对B球受力分析,如图甲所示,根据平衡条件可得
F=mBgtanθ
数据代入得F= N≈1.73 N
(2)选取环、球和轻绳整体为研究对象,受力如图乙所示.
根据平衡条件得FN=(mA+mB)g
F=f
且f=μFN
解得μ=
数据代入得μ=≈0.25
12.如图甲、乙所示,传送带上有质量均为m的三个木块1、2、3,中间均用原长为L、劲度系数为k的轻弹簧连接起来,木块与传送带间的动摩擦因数均为μ,其中木块1被与传送带平行的细线拉住,传送带按图示方向匀速运动,三个木块处于平衡状态.
(1)在图甲状态下,1、3两木块之间的距离是多大?
(2)在图乙状态下,细线的拉力是多大?木块1、3之间的距离又是多大?
答案:(1)2L+ (2)3mg(sinα+μcosα)
2L+
解析:(1)在题图甲中,设1、2间弹簧伸长量为x1,2、3间弹簧伸长量为x2,根据平衡条件和胡克定律,对木块3:kx2-μmg=0
对木块2:kx1-kx2-μmg=0
1、3两木块之间的距离为x=2L+x1+x2=2L+
(2)在题图乙中,把三个木块看成整体,根据平衡条件,有
T-3μmgcosα-3mgsinα=0
细线的拉力T=3mg(sinα+μcosθ)
在题图乙中,设1、2间弹簧伸长量为l1,2、3间弹簧伸长量为l2,根据平衡条件和胡克定律,对木块2和木块3整体,有kl1-μ·2mgcosα-2mgsinα=0
可得l1=
对木块3,有kl2-μmgcosα-mgsinα=0
可得l2=
木块1、3之间的距离l=2L+l1+l2=2L+