内容正文:
4.3共点力的平衡
一、单选题
1.如图所示,物体A放在水平桌面上,通过平行于桌面的轻绳跨过光滑的定滑轮连接一个重为8N的物体B,物体A与桌面间的最大静摩擦力为4N。要使A静止,需要对A施加一水平向左的拉力F,则拉力F的取值范围为( )
A.0~8N B.4N-8N C.4N~12N D.8N~12N
2.如图所示,用力F将一木块压在倾斜板上静止不动,则木块的受力情况分析正确的是
A.只受两个力作用
B.只受三个力作用
C.只受四个力作用
D.只受五个力作用
3.如图所示,A、B为同一水平线上的两个相同的绕绳轮子,现按箭头方向以相同的速度缓慢转动A、B,使重物C缓慢上升.在此过程中绳上的拉力大小 ( )
A.保持不变
B.逐渐减小
C.逐渐增大
D.先减小后增大
4.两半球壳组成一球形容器,内部抽成真空,球形容器的半径为R,外界大气压强为p(如图所示),为使两半球分离,两端施加的拉力F至少应该为( )
A. B.
C. D.
5.如图所示,一个半球形的碗固定在桌面上,碗口水平。O点为其球心,碗的内表面及碗口光滑。一根细线跨在碗口上,线的两端分别系有质量为m1和m2的小球。当它们处于平衡状态时,质量为m1的小球与0点的连线跟水平方向的夹角为α=90°。质量为m2的小球位于水平地面上,设此时竖直的细线对m2的拉力大小为T,质量为m2的小球对地面压力大小为FN,则
A. B.
C.FN=(m2-m1)g D.FN=m2g
6.如图所示,100个大小相同、质量均为m且光滑的小球,静止放置于两相互垂直且光滑的平面上,平面AB与水平面的夹角为30°,则第2个小球对第3个小球的作用力大小为( )
A. B.48mg C.49mg D.98mg
7.如图所示,在一粗糙水平面上有两个质量分别为m1和m2的木块1和2,中间用一原长为λ、劲度系数为k的轻弹簧连接起来,木块与地面间的动摩擦因数为μ,现用一水平力向右拉木块2,当两木块一起匀速运动时两木块之间的距离是( )
A. B. C. D.
8.如图所示,物体b在力F作用下将物体a向光滑的竖直墙壁挤压,a,b均处于静止状态,则( )
A.a受到的摩擦力有二个
B.a受到的摩擦力大小不随F变化
C.a受到的摩擦力大小随F的增大而增大
D.b对地面的压力大小可能等于b的重力
9.架在A、B两根电线杆之间的均匀电线在夏、冬两季由于热胀冷缩的效应,电线呈现如图所示的两种形状,下列说法中正确的是( )
A.夏季与冬季电线对电线杆的拉力一样大
B.夏季与冬季电线杆对电线的拉力方向不变
C.冬季电线对电线杆的拉力较大
D.夏季电线对电线杆的拉力较大
10.如图,竖直墙面上固定了一弹性杆,弹性杆的顶端固定一小球,则弹性杆对小球的作用力方向为( )
A.① B.② C.③ D.④
11.如图所示,平台重600N,滑轮重量不计,要使系统保持静止,人的重力不能小于( )
A.600N B.300N C.200N` D.150N
12.如图所示,在竖直墙壁的左侧水平地面上,放置一个边长为a、质量为M的正方体ABCD,在墙壁和正方体之间放置一半径为R、质量为m的光滑球,正方体和球均保持静止。球的球心为O,OB与竖直方向的夹角为θ,正方体的边长a>R,正方体与水平面的动摩擦因数为,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取10m/s2,则( )
A.若,则正方体与光滑球间的作用力大小为
B.若,则光滑球对墙壁的压力大小为
C.若将正方体向左缓慢推动很小一段距离,正方体和光滑球依然保持静止,则正方体受到的支持力不变
D.若将正方体向左缓慢推动很小一段距离,正方体和光滑球依然保持静止,则正方体受到的摩擦力变小
13.如图所示,一物体质量均匀,两端用金属细线拴着,金属线的中点用一个光滑滑环吊在正上方,那么( )
A.金属线越短,其张力越大
B.金属线越长,其张力越大
C.将金属线变短,其张力先变大后变小
D.无论金属线长短如何,其张力保持不变
14.如图所示,三段不可伸长的细绳,OA、OB、OC能承受的最大拉力相同,它们共同悬挂一重物,其中OB是水平的,A端、B端固定在水平天花板上和竖直墙上、若逐渐增加C端所挂重物的质量,则最先断的绳是( )
A.必定是OA B.必定是OB
C.必定是OC D.可能是OB,也可能是OC
15.质量为的物块静止在倾角为的斜面上,若用平行于斜面沿水平方向大小等于的力推物块,物块仍保持静止,如图所示.则物块所受到的摩擦力大小等于( )
A.
B.
C.
D.
16.如图所示,铁质的棋盘竖直固定,每个棋子都是一个小磁铁,能吸在棋盘上保持静止,不计棋子间的相互作用力,下列说法正确的是( )
A.小棋子共受三个力作用 B.棋子对棋盘的压力大小等于重力
C.磁性越强的棋子所受的摩擦力越大 D.棋子质量相同时,所受的摩擦力相同
17.某班级在布置元旦晚会的舞台时,将12个质量均为m的彩球用轻绳依次连接,两端用轻绳固定在天花板上。如图所示为场景示意图,图中各段轻绳的长度均相等,连接天花板的轻绳与水平方向夹角为37°。已知重力加速度为g,,,图中最下面的两个彩球之间的拉力大小为( )
A. B. C. D.
18.如图所示,把木块放在水平桌面上,用弹簧测力计沿水平方向拉木块,但木块没有被拉动,它与桌面仍然保持相对静止,此时木块受力个数是( )
A.2个 B.3个 C.4个 D.5个
19.如图所示,三角形物块A靠在光滑墙壁上,矩形物块B放置在粗糙地面上,现对B施加水平向右的力F使得物块B向右匀速运动,整个过程中A、B不脱离。在B向右运动且A没有落地的过程中,下列说法正确的是( )
A.F逐渐减小 B.竖直墙壁对物块A的弹力增大
C.物块A与物块B之间的弹力不变 D.地面对物块B的摩擦力变小
二、多选题
20.如图所示,质量为2kg的物块,恰好能沿倾角为的木板匀速下滑。现将该木板水平固定在地面上,物块在与水平面夹角为斜向下的推力作用下,恰好能沿水平方向匀速运动,重力加速度g取,,。则( )
A.物块与木板间的动摩擦因数为0.75 B.物块与木板间的动摩擦因数为0.25
C.推力F大小为 D.推力F大小为
21.用三根细线a、b、c将重力均为G的两个小球1和2连接并悬挂,如图所示.两小球处于静止状态,细线a与竖直方向的夹角为,细线c水平.细线a对小球1的拉力大小为,细线b、c对小球2的拉力大小分别为和。下列说法正确的是( )
A. B. C. D.
22.足球运动是目前全球体育界最具影响力的项目之一,深受青少年喜爱。如图所示为与足球有关的情景。下列说法正确的是( )
A.甲图中,静止在草地上的足球受到的弹力就是它受到的重力
B.乙图中,踩在脚下且静止在水平草地上的足球受到3个力的作用
C.乙图中,踩在脚下静止的足球受到2个力作用
D.丙图中,落在球网中的足球受到弹力是由于球网发生了形变
23.如图所示,倾角为α的粗糙斜劈放在粗糙水平面上,物体a放在斜面上,轻质细线一端固定在物体a上,另一端绕过光滑的滑轮固定在c点,滑轮2下悬挂物体b,系统处于静止状态.若将固定点c向右移动少许,而a与斜劈始终静止,则( )
A.细线对物体a的拉力增大
B.斜劈对地面的压力减小
C.斜劈对物体a的摩擦力减小
D.地面对斜劈的摩擦力增大
24.如图所示,轻杆AB的A端用铰链固定,滑轮在A点正上方(滑轮大小及摩擦均可不计),B端吊一重物。现将轻绳的一端拴在杆的B端,水平向左的拉力F作用于绳的另一端使B端缓慢上升,在AB杆达到竖直前( )
A.拉力F不变 B.拉力F减小
C.AB杆受力增大 D.AB杆受力不变
25.如图甲、乙所示,物体A、B在力F作用下一起以相同的速度沿F方向匀速运动,关于物体A所受的摩擦力,下列说法正确的是( )
A.图甲中物体A不受摩擦力
B.两图中物体A均受摩擦力,且方向均与F相反
C.两图中物体A均不受摩擦力
D.图乙中物体A受摩擦力,方向和F相同
26.如图所示,重物的质量为m,轻细线AO和BO的A、B端是固定的,平衡时AO是水平的,BO与水平面的夹角为θ.则AO的拉力TA和BO的拉力TB的大小是( )
A.TA=mgcosθ B.TA= C.TB=mgsinθ D.TB=
27.如图所示为形状相同的两个劈形物体,它们之间的接触面光滑,两物体与地面的接触面均粗糙,现对A施加水平向右的力,两物体均保持静止,则物体B的受力个数可能是( )
A.2个 B.3个 C.4个 D.5个
28.如图所示,用一段绳子把轻质滑轮吊装在A点,一根轻绳跨过滑轮,绳的一端拴在井中的水桶上,人用力拉绳的另一端,滑轮中心为O点,人所拉绳子与OA的夹角为β,拉水桶的绳子与OA的夹角为α。人拉绳沿水平地面向左运动,把井中质量为m的水桶缓慢提上来,人的质量为M,重力加速度大小为g,在此过程中,以下说法正确的是( )
A.α始终等于β
B.吊装滑轮的绳子上的拉力逐渐变大
C.地面对人的摩擦力逐渐变大
D.地面对人的支持力逐渐变大
29.如图所示,穿在一根光滑固定杆上的小球A、B通过一条跨过定滑轮的细绳连接,杆与水平方向成θ角,不计所以摩擦,当两球静止时,OA绳与杆的夹角为θ,OB绳沿竖直方向,则下列说法正确的是( )
A.A可能受到2个力的作用
B.B受到2个力的作用
C.A、B的质量之比为1:tanθ
D.A、B的质量之比为tanθ:1
30.如图,表面粗糙的楔形物块A静置在水平地面上,斜面上有小物块B,用平行于斜面的力F拉B,使之沿斜面匀速上滑。现逆时针缓慢旋转该力至图中虚线位置,并保证在旋转该力过程中物块B一直处于匀速上滑状态,且在B运动的过程中,楔形物块A始终保持静止。则在力F旋转的过程中,下列关于各力变化的说法正确的是( )
A.F可能一直减小 B.物块B受到的摩擦力可能不变
C.物块对斜面的作用力一定减小 D.地面受到的摩擦力大小可能不变
31.两根杆M、N竖直固定在水平面上,轻绳的两端P、Q分别固定在两根杆上,重物吊挂在光滑动滑轮下,动滑轮跨在轻绳上,静止时如图所示.此时绳对M、N两杆的拉力大小分别为F1、F2,下列说法正确的是( )
A.一定有F1=F2
B.可能会有F1<F2
C.若仅将M杆向右平移一小段距离,F1将减小一些
D.若仅将Q点沿N杆向上移动一小段距离,F2将保持不变
32.如图所示,一架救援直升机通过软绳打捞河中物体,物体质量为m,由于河水的流动对物体产生水平方向的冲击力,使软绳偏离竖直方向,当直升机相对地面静止时,绳子与竖直方向成θ角,已知物体所受的浮力不能忽略.下列说法正确的是( )
A.绳子的拉力为
B.绳子的拉力可能小于mg
C.物体受到河水的水平方向的作用力等于绳子的拉力
D.物体受到河水的水平方向的作用力小于绳子的拉力
33.如图所示,光滑的半球形物体固定在水平地面上,球心正上方有一光滑的小滑轮,轻绳的一端系一小球,靠在半球上的A点,另一端绕过定滑轮后用力拉住,使小球静止。现缓慢地拉绳,在使小球沿球面由A移动到半球的顶点B的过程中,半球对小球的支持力N和绳对小球的拉力T的变化情况是( )
A.N变大 B.N不变 C.T变小 D.T先变小后变大
34.一个人用竖直向上的拉力去拉一个置于水平面上的物体,但没有拉动,这时( )
A.人的拉力一定小于物体的重力
B.人的拉力有可能等于物体的重力大小
C.水平面对物体一定有竖直向上的弹力
D.水平面对物体可能没有作用力
35.如图所示,重力为 G 的光滑木块置放在倾角为的固定斜面上,现对木块施加一水平推 力 F ,使木块相对于斜面体静止,已知木块对斜面体压力大小等于斜面对木块的支持 力大小,则关于压力大小的结论正确的是( )
A.G2+F2 B.G cosθ C. D.G cosθ+F sinθ
三、实验题
36.利用如图所示的实验装置,测量木块B与木块A之间的动摩擦因数,重力加速度为g:
(1)首先测量了木块B的质量为m,将木块B的一端用轻绳和弹簧测力计的挂钩系在一起,测力计的另一端固定,把木块B放在水平放置的木板A上,则木块B对木板A的压力大小为
(2)用水平力F拉木板A,在A、B相对滑动的过程中,弹簧测力计的示数 (填“变大”、 “不变”、“变小”),若在该过程中的某时刻观察到弹簧测力计示数为F,则木板B和木板A之间的弹簧摩擦因数为 .
37.某同学用如图所示的实验装置来验证“力的平行四边形定则”。如图甲,用两根弹簧测力计一起拉橡皮筋,使橡皮筋伸长到点;如图乙,改用一根弹簧测力计拉橡皮筋,也使橡皮筋伸长到点。实验时,分别读出弹簧测力计的示数,并在贴于木板的白纸上记录点的位置及拉线的方向。
(1)下列正确的实验要求是 ;
A.拉线方向应与木板平面平行
B.实验时,橡皮筋可以尽可能伸长
C.作分力和其合力的图示时,选的标度不必相同
D.记录拉线方向时,所描的两点可尽量靠近
(2)某弹簧测力计的指针如图丙所示,由图可知拉力的大小为 N;
(3)若弹簧测力计和间的夹角大于。保持点位置不变、弹簧测力计与橡皮筋O夹角()不变,减小弹簧测力计与橡皮筋间夹角(),则弹簧测力计的读数 、弹簧测力计的读数 。(选填“变大”、“变小”或“不变”)
38.某物理学习小组用如图甲所示装置来测量轻质弹簧的劲度系数(实验中弹簧始终未超过弹性限度)。将一张白纸固定在竖直放置的木板上,原长为L0的轻质弹簧的上端固定在O点,下端挂一重物。用与白纸平行的水平力(由拉力传感器显示其大小)作用于结点N,静止时记录下N点的位置a。回答下列问题:
(1)若拉力传感器显示的拉力大小为F,用刻度尺测得ON的长度为L及N点与O点的水平距离为x,则轻质弹簧的劲度系数为 (用所测物理量表示)。
(2)若换用另一个原长相同的轻质弹簧,重复上述过程,记录静止时N点的位置b,发现O、a、b三点刚好在同一直线上,其位置如图乙所示,则 。
A.第二次拉力传感器显示的拉力示数较大 B.两次拉力传感器显示的拉力示数相同
C.第二次所用的轻质弹簧的劲度系数小 D.第二次所用的轻质弹簧的劲度系数大
39.某同学阅读教材中的“科学漫步”栏目,对“流体的阻力(f)跟物体相对于流体的速度(v)有关”这一说法产生了兴趣,通过查阅资料得知:对于球形物体,二者间存在定量关系f=kv,k为比例系数。该同学为探究这一关系利用如图(a)所示装置测量k。具体操作如下:在柱状玻璃容器中注入某透明液体,将小球在液面处由静止释放,当小球运动到0刻度线处开始计时,每下落10cm记录一次时间,得到多组下落高度h与时间t的数据,作出h-t图像如图(b)中实线所示。
(1)由h-t图像可知,从计时开始小球近似做 运动。
(2)已知液体密度ρ=8.0×102kg/m3,小球体积V=5.0×10-10m3、质量m=4.0×10-6kg,结合h-t图像可得k= kg/s(浮力不能忽略,取重力加速度g=9.8m/s2)。
(3)若再用一个体积相同、密度较大的球,重复上述实验,所得h-t图像也是一条直线,则该直线可能是图(b)中的 虚线。
四、解答题
40.有一个木箱质量m=60kg,静止在水平地面上,工人推木箱,若动摩擦因数为µ=0.3,最大静摩擦力等于滑动摩擦力.求:(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g="10N/kg" )
(1)当沿水平方向推力F1=150N时,此木箱所受的摩擦力大小f1
(2)当与水平成37°的斜向上的推力F2=400N时,此木箱所受的摩擦力大小f2.
41.如图所示,在教室里磁性黑板的竖直面上吸着一个电路元件,该元件受到哪些力的作用?试画出它的受力示意图。
42.如图所示,用三根轻绳将质量均为m的A、B两小球及水平天花板上的固定O两两连接,然后用一水平方向的力F作用于A球上,此时三根轻绳均处于伸直状态,且OB绳恰好处于竖直方向,两球均处于静止状态,三根轻绳长度之比为OA:AB:OB=3:4:5,试计算OA绳拉力及F的大小.
43.如图所示,BC是一轻杆,可绕C点转动,AB是一连接在墙壁和杆上的轻绳,在杆的B点悬挂一个定滑轮,某人用它匀速地提起重物,重物质量为40 kg,人的质量为60 kg,求:
(1)此时人对地面的压力是多大?
(2)轻杆BC、水平绳AB所受的力各是多大?(绳子和滑轮的质量、绳子和滑轮的摩擦及杆的质量均忽略不计,g取10 m/s2)
44.在图中,小球重3N,光滑斜面的倾角α为30°,求斜面及竖直放置的挡板对小球作用力的大小。
45.一般课室的门上都安装一种暗锁,这种暗锁由外壳A、骨架B、弹簧C(劲度系数为k)、锁舌D(倾斜角θ=450,质量忽略不计)、锁槽E以及连杆、锁头等部件组成,如图甲所示(俯视图).设锁舌D与外壳A和锁槽E之间的动摩擦因数均为且最大静摩擦力与滑动摩擦力相等.有一次放学后,小明准备锁门,当他用某力拉门时,不能将门关上,此刻暗锁所处的状态如图乙所示,P为锁舌D与锁槽E之间的接触点,弹簧由于被压缩而缩短了x,问:
(1)此时,外壳A对锁舌D的摩擦力的方向;
(2)此时,锁舌D与锁槽E之间的正压力的大小;
(3)当满足一定条件是,无论用多大的力,也不能将门关上(这种现象称为自锁).求暗锁能够保持自锁状态时的取值范围.
46.如图所示,倾角的斜面体固定在水平地面上,其斜面粗糙。一轻绳跨过光滑的定滑轮,一端连接置于斜面上的物体A,另一端连接物体B,B与斜面右侧不接触,此时整个系统恰好处于静止状态。已知物体A、B的质量均为,且假设物体A受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,(,g取)
试求:
(1)此时轻绳受到的拉力大小。
(2)A与斜面间的动摩擦因数。
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参考答案
1.C
【详解】当对A施加的拉力F最小时,A有向右运动的趋势,则
解得
Fmin=4N
当对A施加的拉力F最大时,A有向左运动的趋势,则
解得
Fmax=12N
则拉力F的取值范围为4N~12N;
故选C。
2.C
【详解】对木块受力分析,如图所示,
受推力F,重力G,将重力按照效果正交分解,重力产生两个效果,使物体沿墙面下滑和要使物体远离墙面,由于木块一直静止,合力为零,重力有沿墙向下的分力G2,使物体由下滑趋势,因而静摩擦力必须与G2平衡,有静摩擦力,则接触面处一定有支持力,即支持力一定不为零.因而木块一定受推力、重力、支持力和静摩擦力,故一共受到四个力.故C正确,ABD错误。
故选C。
3.C
【详解】试题分析:物体受三个力:重力和两个拉力,重物C缓慢竖直上升时三力平衡,合力为零,则知两个拉力的合力与重力大小相等,所以重物C所受的合外力不变;两个拉力合力一定,而两个拉力的夹角不断增大,故拉力不断增大,故选项C正确.
考点:共点力作用下物体平衡
【名师点睛】本题关键记住“将一个力分解为等大的两个分力,两个分力的夹角越大,分力越大”的结论,也可以用解析法求解出拉力表达式进行分析.
4.C
【详解】由公式
得
所以,ABD错误,C正确;
故选C。
5.D
【详解】两小球受力分析如图:
先对小球m1受力分析,受重力和支持力,假设细线对小球m1有拉力作用,则小球m1受力不可能平衡,故拉力T为零;
再对小球m2受力分析,由于拉力T为零,受重力和支持力,支持力与重力平衡
FN= m2g
故D正确,ABC错误。
故选D。
6.C
【详解】以第3个小球与第100个小球作为一个整体为研究对象,由于无摩擦力,由平衡条件得知,第2个小球对第3个小球的作用力大小等于整体重力沿斜面向下的分力,即有
F = 98mgsin30° = 49mg
故选C。
7.A
【详解】对木块研究,木块受到重力、弹簧的拉力、地面的支持力和摩擦力。根据平衡条件弹簧的弹力
又由胡克定律得到弹簧伸长的长度
所以两木块一起匀速运动时两木块之间的距离是
故选A。
8.B
【详解】A.对于,由于墙壁光滑,只受到对的摩擦力;故A错误;
BC.对a进行受力分析可知,物体a受重力、对的压力、墙壁的弹力、对的静摩擦力处于平衡,则对的摩擦力等于的重力,方向竖直向上,即增大,摩擦力大小不变,始终等于的重力;故B正确,C错误;
D .对ab的整体分析,竖直方向地面对b的支持力等于ab的重力之和,则根据牛顿第三定律可知,b对地面的压力大小等于ab的重力,大于b的重力,选项D错误。
故选B。
9.C
【详解】以整条电线为研究对象,受力分析如下图所示
由共点力的平衡条件知,两电线杆对电线的弹力的合力与其重力平衡,由几何关系得
解得
由于夏天气温较高,电线的体积会膨胀,两杆正中部位电线下坠的距离h变大,则电线在杆上固定处的切线方向与竖直方向的夹角θ变小,所以电线杆对电线的拉力方向不同,由此可得拉力
变小,所以两电线杆处的电线弹力与冬天相比是变小,故ABD错误,C正确。
故选C。
10.B
【详解】小球受到竖直向下的重力mg,杆对小球的作用力F,小球静止,处于平衡状态,由平衡条件得:F与重力mg是一对平衡力,所以F的方向竖直向上,即弹性杆对小球的作用力方向为②,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
11.C
【详解】试题分析:在人能拉住绳的情况下,人的重力增大时,系统却能保持静止,若人重力减小到一定值时,系统恰能处于静止;再减小,系统平衡被打破,当N=0时人的重力最小对小滑轮用一次平衡条件,有:
T2=2T1;把人和平台合为一个系统,T2+2T1=mg+G,则有mg=T1=200N
考点:本题考查了共点力的平衡条件及其应用;力的合成与分解的运用
12.C
【详解】AB.由题意对小球受力分析知,正方体与光滑球间的作用力大小为
墙壁对小球的支持力为
则由牛顿第三定律得,光滑球对墙壁的压力大小为,故AB错误;
C.对小球和正方体构成的整体受力分析得,正方体受到地面的支持力为
若将正方体向左缓慢推动很小一段距离,正方体和光滑球依然保持静止,则正方体受到的支持力不变,故C正确;
D.对小球和正方体构成的整体受力分析得,正方体受到地面的摩擦力为
所以将正方体向左缓慢推动很小一段距离,正方体和光滑球依然保持静止时,则变大,则正方体受到的摩擦力变大,故D错误。
故选C。
13.A
【详解】设物体的质量为,金属线和竖直方向的夹角为,金属线中的拉力为,根据平衡条件
解得
金属线越长,则夹角越小,金属线的拉力越小,金属线越短,则夹角越大,金属线的拉力越大。
故选A。
14.A
【详解】OC下悬挂重物,它对O点的拉力等于重物的重力G。OC绳的拉力产生两个效果:拉紧BO绳的水平向左的力F1,拉紧AO绳的沿绳子方向斜向下的力F2,F1、F2是OC绳拉力的两个分力,大小等于G。由平行四边形定则可作出力的分解图如图所示
当逐渐增大所挂重物的质量时,哪根绳受的拉力最大则哪根绳最先断。从图中可知:表示F2的有向线段最长,F2最大,故OA绳最先断。故A正确,BCD错误。
故选A。
15.A
【详解】物块在斜面上的受力如图所示,由平衡条件得:
.
故选A.
16.D
【详解】A.小棋子受到重力G、棋盘面的吸引力F、弹力N和静摩擦力f,共四个力作用,故A错误;
B.由水平方向平衡可知,棋子对棋盘的压力大小与重力无关,故B错误;
C.根据竖直方向上二力平衡知
即摩擦力与磁性无关,故C错误;
D.根据竖直方向上二力平衡知
棋子质量相同时,所受的摩擦力相同,故D正确。
故选D。
17.B
【详解】根据平衡条件
故选B。
18.C
【详解】木块受重力、桌面的支持力、弹簧测力计的拉力、由于受到拉力有运动的趋势,则木块会受到桌面的摩擦力四个力作用,处于静止状态。
故选C。
19.C
【详解】A.物块在水平方向上受力平衡,即地面对B的摩擦力、F和物块A与物块B之间的弹力的合力为0,由于A与B的弹力方向不变,故可得F不变,故A错误。
B.对A研究,受重力、物块A与物块B之间的弹力以及竖直墙壁对物块A的弹力,各力的方向不发生变化,根据力的合成可知竖直墙壁对物块A的弹力不变,故B错误;
C.对B研究,B受重力、支持力、地面对B的摩擦力、F和物块A与物块B之间的弹力,根据数学知识可得B运动过程中,A与B的弹力方向不变,由于地面对物块B的摩擦力不变,则地面对B的支持力大小不变,可得A与B的弹力大小不变,故C正确;
D.对A和B整体研究,受重力、支持力、F、水平方向上墙壁对其的弹力以及地面对其的摩擦力,由于重力不变,则支持力不变,故地面对物块B的摩擦力不变,故D错误;
故选C。
20.AC
【详解】AB.恰好能沿倾角为的木板匀速下滑,对物块受力分析得
解得
故A正确,B错误;
CD.物块在推力作用下匀速直线运动,对物块受力分析得
解得
故C正确,D错误。
故选AC。
21.ABD
【详解】将两球和b看成整体,受力分析如图
所以
故AD正确;
对小球2受力分析可知
得
所以
故B正确,C错误。
故选ABD。
22.BD
【详解】A.甲图中,足球受到的弹力是地面对它的支持力,施力物体是地面,重力的施力物体是地球,这是两个不同的力,A错误;
BC.乙图中踩在脚下且静止的足球一定受重力、地面的支持力、脚对足球的压力,B正确,C错误;
D.丙图中,进球时,足球撞到网上,球网被撑开,说明力使物体发生形变,球网发生形变后要恢复原状而产生一个对足球的弹力作用,D正确。
故选BD。
23.AD
【详解】A.对滑轮和物体b受力分析,受重力和两个拉力,如图所示:
根据平衡条件,有:
mbg=2Tcosθ
解得:
将固定点c向右移动少许,则θ增加,故拉力T增加,故A正确;
B.对斜面体、物体a、物体b整体受力分析,受重力、支持力、细线的拉力和地面的静摩擦力,如图所示:根据平衡条件,有:
N=G总-Tcosθ=G总-mbgN与角度θ无关,恒定不变;根据牛顿第三定律,压力也不变;故B错误;
D.f=Tsinθ=mbgtanθ,将固定点c向右移动少许,则θ增加,故摩擦力增加;故D正确;
C.对物体a受力分析,受重力、支持力、拉力和静摩擦力,由于不知道拉力与重力的下滑分力的大小关系,故无法判断静摩擦力的方向,故不能判断静摩擦力的变化情况,故C错误;故选AD.
【名师点睛】整体法和隔离法的使用技巧;当分析相互作用的两个或两个以上物体整体的受力情况及分析外力对系统的作用时,宜用整体法;而在分析系统内各物体(或一个物体各部分)间的相互作用时常用隔离法.整体法和隔离法不是独立的,对一些较复杂问题,通常需要多次选取研究对象,交替使用整体法和隔离法.
24.BD
【详解】以B点为研究对象,分析受力情况:重物的拉力T(等于重物的重力G)、轻杆的支持力N和绳子的拉力F,作出力图如图
由平衡条件得知,N和F的合力与G大小相等,方向相反,根据三角形相似可得
由于G和OA不变,则比值不变;B端缓慢上升,AB保持不变,BO变小,则N保持不变,F变小。
故选BD。
25.AD
【详解】因为物体A、B在力F作用下一起以相同的速度沿F方向匀速运动,所以A物体所受合力为0,对甲图而言,A水平方向没有受到力,所以也不受摩擦力;而对乙图中的A物体受力分析可知,A沿斜面方向合力为0,则摩擦力与重力沿斜面向下的分力等大反向,即摩擦力方向沿斜面向上,故图甲中物体A不受摩擦力,图乙中物体A受摩擦力,方向和F相同。BC错误,AD正确。
故选AD。
26.BD
【详解】以结点O为研究对象,分析受力情况:三根细线的拉力,重物对O点的拉力等于mg。作出力图如图。根据平衡条件得
TA=,TB=
故选BD。
27.AC
【详解】对A受力分析可知,当F与A所受的静摩擦力大小相等时,则A、B之间没有弹力,当F比A所受的静摩擦力更大时,则A、B之间有弹力。当A对B没有弹力时,B受到重力和地面的支持力2个力;当A对B有弹力时,B还受到重力、地面的支持力与摩擦力,共4个力,故AC符合题意,BD不符合题意。
故选AC。
28.ACD
【详解】AB.水桶缓慢上升,拉水桶的轻绳中的拉力大小FT始终等于mg,对滑轮受力分析如图甲所示
垂直于OA方向有
FTsinα=FTsinβ
所以
α=β
沿OA方向有
F=FTcosα+FTcosβ=2FTcosα
人向左运动的过程中α+β变大,所以α和β均变大,吊装滑轮的绳子上的拉力F变小,B错误,A正确;
CD.对人受力分析如图乙所示
θ=α+β逐渐变大,水平方向有
Ff=FT'sinθ
地面对人的摩擦力逐渐变大,竖直方向有
FN+FT'cosθ=Mg
地面对人的支持力
FN=Mg-FT'cosθ
逐渐变大,CD正确。
故选ACD。
29.BC
【详解】A.对A球受力分析可知,A受到重力,绳子的拉力以及杆对A球的弹力,三个力的合力为零,故A错误;
B.对B球受力分析可知,B受到重力,绳子的拉力,两个力合力为零,杆子对B球没有弹力,否则B不能平衡,故B正确;
CD.分别对AB两球分析,运用合成法,如图
根据共点力平衡条件,得
,
解得
故C正确,D错误。
故选BC。
30.AC
【详解】AB.拉力F平行斜面向上时,先对物块B受力分析,根据平衡条件,平行斜面方向
F=Ff+mgsin θ
垂直斜面方向
FN=mgcos θ
其中
Ff=μFN
解得
F=mg(sin θ+μcos θ),Ff=μmgcos θ
拉力改变方向后,设其与斜面夹角为α,根据平衡条件,平行斜面方向
F′cos α=Ff′+mgsin θ
垂直斜面方向
FN′+F′sin α=mgcos θ
其中
Ff′=μFN′
解得
F′=
Ff′=μ(mgcos θ-F′sin α)
比较两式得到滑动摩擦力减小,拉力F可能变大,也可能减小,故A正确,B错误;
C.对A受力分析,受重力、支持力、B对A的压力、B对A的滑动摩擦力、地面对A的静摩擦力,由牛顿第三定律知
Ff″=Ff,FN″=FN
根据平衡条件,水平方向有
Ff静=FN″sin θ+Ff″cos θ
结合前面A、B选项分析可知,当拉力改变方向后,FN″和Ff″都减小,故Ff″和FN″的合力一定减小。因B对A的力就是Ff″和FN″的合力,即物块对斜面的作用力一定减小,C正确。
D.对A进行分析,根据平衡条件可知,地面对A的摩擦力大小等于B对A作用力FBA在水平方向的分力大小,因为FBA方向不变且变小,所以地面对A的摩擦力一定变小,则地面受到的摩擦力一定变小,故D错误。
故选AC。
31.ACD
【详解】AB.同一条绳上拉力大小处处相等,故左右两段绳中的拉力等大,则绳对M、N两杆的拉力大小相等,故一定满足F1=F2,A正确,B错误;
CD.F1、F2的合成的平行四边形为菱形(如图所示),它们的合力与重力平衡,因此图中,由平衡条件可得
将延长与N杆交于,由于,,因此,即恰好为绳的总长度。过的水平线交M杆与S,在中的,而的大小仅由两杆间距离d和绳的总长l决定。M杆右移,图中所标各角都减小,因此拉力减小,Q点上移,图中各角都不变,因此拉力不变,CD正确。
故选ACD。
32.BD
【详解】A、B、对物体受力分析,如图所示:
根据平衡条件,竖直方向有,则有,故绳子的拉力可能小于mg;故A错误,B正确.C、D、在水平方向上有,,有,物体受到河水水平方向的作用力小于绳子拉力;则C错误,D正确.故选BD.
【点睛】本题关键是对物体进行受力分析,然后平衡条件列式分析,关键不要忘了有浮力.
33.BC
【详解】
以小球为研究对象,分析小球受力情况:重力G,细线的拉力T和半球面的支持力N,作出N、T的合力F,由平衡条件得知
F=G
由△NFA∽△AO1O得
解得
由题知,缓慢地将小球从A点拉到B点过程中,O1O,AO不变,AO1变小,可见T变小,N不变。
故选BC。
34.BD
【详解】一个人用竖直向上的拉力去拉一个置于水平面上的物体,但没有拉动,水平面可能有支持力FN,根据平衡条件得
水平面也可能没有支持力
BD正确,AC错误。
故选BD。
35.CD
【详解】A.对木块受力分析如图:
则
木块对斜面体压力大小等于斜面对木块的支持力,故A项错误.
C.则
木块对斜面体压力大小等于斜面对木块的支持力,故C项正确.
BD.应用正交分解
木块对斜面体压力大小等于斜面对木块的支持力,故D项正确,B项错误.
故选CD。
点睛:此题是一个受力平衡问题,从不同角度进行分析,可得出表达形式不同,实质相同的答案.
36. mg 不变
【分析】本题考查影响摩擦力的大小的因素
【详解】①根据二力平衡,知B物体受到重力和支持力,求得支持力为mg,根据牛顿第三定律可知B对A的压力大小为mg;
②在A、B相对滑动后,A、B间的摩擦力为滑动摩擦力,而滑动摩擦力的大小 ,因摩擦因数保持不变,所以滑动摩擦力大小不变,根据二力平衡,B物体所受弹簧秤拉力应与摩擦力大小相等,故而弹簧秤示数保持不变;
③弹簧秤示数是Fe,则B物体所受滑动摩擦力大小也为Fe,由可知摩擦因数.
37. A 3.97 变大 变大
【详解】(1)[1]A.为使弹簧测力计示数等于细线的拉力大小,拉线方向应与木板平面平行,故A正确;
B.实验过程橡皮筋应始终在弹性限度内,实验时,橡皮筋可以适当伸长,但不尽可能伸长,以免超出弹性限度,故B错误;
C.为准确作力的图示,作分力和其合力的图示时,选的标度必须相同,故C错误;
D.为准确记录拉力的方向,记录拉线方向时,所描的两点可尽量远些,故D错误。
故选A。
(2)[2]由图丙所示弹簧测力计可知,其分度值为0.1N,示数为3.97N。
(3)[3][4]保持O点位置不变,两弹簧测力计拉力的合力F不变;弹簧测力计A与橡皮筋PO之间的夹角(∠POA)不变,弹簧测力计A的拉力方向不变,减小弹簧测力计B与橡皮筋PO间夹角(∠POB),即弹簧测力计B沿逆时针方向移动,两弹簧测力计拉力与合力如图所示
由图示可知,减小弹簧测力计B与橡皮筋PO间夹角,FA与FB都增大,两弹簧测力计的读数都变大。
38. BC/CB
【详解】(1)[1] 对结点受力分析,如图所示
解得劲度系数
(2)[2]
A B.由受力图知
F=Gtan θ
两次中G、θ均相同,所以两次拉力传感器显示的拉力示数相同,A错误,B正确;
C D.同理,两次橡皮筋的拉力也相同,而橡皮筋的原长相同,第二次的伸长量大,由胡克定律知第二次所用的橡皮筋的劲度系数小,C正确,D错误;
故选BC。
39. 匀速直线 ①
【详解】(1)[1]根据图象可知,下落的距离随时间均匀变化,所以小球近似做匀速直线运动
(2)[2]根据图象可知小球下落的速度为
小球下落过程中受到竖直向下的重力,竖直向上的浮力和阻力,小球做匀速直线运动,受力平衡
式中表示液体对小球的浮力,代入数据可得比例系数
(3)[3]若选择一个密度更大,体积相同的小球,浮力不变,根据可知小球的质量增大,根据平衡方程可知小球的速度增大,所以在相同的时间内小球下落的高度增大,所以该直线可能是图象中的①虚线。
40.(1)木箱所受的摩擦力大小为150N
(2)当与水平成37°的斜向上的推力F2=400N,木箱滑动起来,此时木箱所受的摩擦力大小为108N.
【详解】试题分析:(1)直接应用初中知识二力平衡即可求解;
(2)受力分析后,进行正交分解,应用平衡条件即可求解;
解:(1)木箱保持静止,水平方向二力平衡,则木箱受到静摩擦力为:f1=F1=150N
(2)木箱滑动起来,受力如图所示:
则木箱受到滑动摩擦力f2=μFN ①
竖直方向:FN+F2 sin37°=mg ②
由①②得滑动摩擦力:
f2=μ(mg﹣F2 sin37°)=0.3×(60×10﹣400×0.6)N=108N
答:(1)木箱所受的摩擦力大小为150N
(2)当与水平成37°的斜向上的推力F2=400N,木箱滑动起来,此时木箱所受的摩擦力大小为108N.
【点评】对木箱进行受力分析,运用力的合成或分解结合共点力平衡条件解决问题.
41.重力G,静摩擦力f,支持力N和磁性黑板的吸引力F
【详解】对电路元件受力分析,其受重力G,静摩擦力f,支持力N和磁性黑板的吸引力F,共四个力,受力分析图,如图所示
42.;
【详解】试题分析:先对B受力分析,受到重力、OB的拉力,假设AB绳子有拉力,则球B不能保持平衡,故AB绳子的拉力为零,故OB绳子的拉力等于球B的重力;再对球A受力分析,受拉力F、重力mg和AO绳子的拉力T,如图
根据平衡条件并结合合成法,有:;
考点:共点力的平衡
【名师点睛】本题是共点力的物体的平衡问题;解题的是关键先对B球受力分析,得到AB绳子的拉力为零,然后对A球受力分析,根据平衡条件并运用相似三角形法求解未知力;此题是基础题;考查学生对基本概念的理解及应用.
43.(1)200N;(2)1600N,
【详解】(1)对重物由平衡条件可得
对人由平衡条件得
联立解得
据牛顿第三定律,地面对人的支持力大小等于人对地面的压力大小,则人对地面的压力为200N。
(2)受力分析如图
杆BC受力为
水平绳AB所受的拉力为
44.3.5N,1.7N
【详解】对小球的受力分析如图所示、由几何关系,得
,,F=G
代人数据,解得
即斜面对小球的作用力的大小为3.5N,挡板对小球的作用力的大小为1.7N。
45.见解析.
【详解】试题分析:(1)设锁舌D下表面受到的最大静摩擦力为f1,则其方向向右.
(2)设锁舌D的下表面所受到的最大静摩擦力为f1,其方向向右.
设锁舌D受到锁槽E的最大静摩擦力为f2,正压力为N,下表面的正压力为F,弹力为kx,由平衡条件:
又
联立解得:
(3)令N趋向无穷大,则有:
解得:
考点:摩擦力.
【名师点睛】略.
46.(1);(2)
【详解】(1)以小球B为研究对象,根据平衡条件可得轻绳的拉力为
(2)物体A的重力沿斜面向下的分力为
所以摩擦力方向沿斜面向下,其大小为
垂直于斜面方向
物体A受到的静摩擦力刚好等于滑动摩擦力,根据
解得
学科网(北京)股份有限公司
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