内容正文:
第4讲 重力 弹力 摩擦力
1.(多选)独竹漂是我国一项民间技艺.如图所示,在平静的湖面上,独竹漂选手手持划杆踩着楠竹,沿直线减速滑行,选手和楠竹相对静止,则 ( CD )
A.选手所受合力为零
B.楠竹受到选手作用力的方向一定竖直向下
C.手持划杆可使选手(含划杆)的重心下移,更易保持平衡
D.选手受到楠竹作用力的方向与选手(含划杆)的重心在同一竖直平面
[解析] 选手和楠竹在湖面减速滑行,速度在变化,根据牛顿第二定律可知合力不为零,故A错误;楠竹在水平方向有加速度,在竖直方向选手对楠竹有压力,水平方向有摩擦力,所以选手对楠竹的作用力的方向不是竖直向下的,故B错误;选手手持划杆可降低自身与划杆整体的重心,重心越低物体越稳定,所以选手更易保持平衡,故C正确;选手和划杆构成的整体在减速滑行,受到的合力不为零,根据力的作用线和重心的关系可知整体的重心与选手受到楠竹作用力的方向应该在同一竖直面上,故D正确.
2.“马踏飞燕”是汉代艺术家高度智慧、丰富想象、浪漫主义精神和高超的艺术技巧的结晶,是我国古代雕塑艺术的稀世之宝.飞奔的骏马之所以能用一只马蹄稳稳地踏在飞燕上,是因为 ( D )
A.骏马的马蹄大
B.骏马受到的重力较小
C.骏马的重心在飞燕上
D.骏马的重心位置和飞燕在一条竖直线上
[解析] 飞奔的骏马之所以能用一只马蹄稳稳地踏在飞翔的燕子上,和马跑得快慢没关系,和马蹄的大小、骏马受到的重力没关系,而是因为骏马处于平衡状态,飞燕对骏马的支持力和骏马的重力在一条竖直线上,骏马的重心在马身上,飞燕的重心在飞燕上,因骏马的重力的作用点在骏马的重心上,所以骏马的重心位置和飞燕在一条竖直线上,故选D.
3.杂技绝活《顶灯》是传统艺术殿堂中的一件瑰宝.一位演员头顶着一盏油灯做出各种表演,引人入胜.如图所示,现在演员用一只脚站在一条板凳上,保持不动.下列说法正确的是 ( B )
A.盛放油的碗及碗中油所组成的整体的重心与油的多少无关
B.油灯和演员整体的重心所在的竖直线一定过演员的支撑脚
C.盛放油的碗所受重力一定指向地心
D.演员伸出手臂和腿只是单纯为了姿势好看,不会影响他的重心位置
[解析] 重心与质量分布、形状有关,当碗中的油量改变时,碗和油所组成的整体的重心也会发生变化,A错误;将演员和油灯看成整体进行受力分析,只受重力和板凳的支持力,是一对平衡力,重力和支持力共线,所以整体的重心所在的竖直线一定过演员的支撑脚,B正确;重力方向总是竖直向下,并不一定指向地心,C错误;演员将手臂和腿伸出,不仅仅是为了姿势好看,更重要的是为了保持平衡,即让演员和油灯组成的整体的重心在支撑脚的正上方,D错误.
4.关于如图所示中光滑球的受力情况,下列说法正确的是 ( D )
A.甲球和斜面之间可能有弹力作用
B.乙球和与其接触的小球间有弹力作用
C.丙球和与其接触的小球间没有弹力作用
D.倾斜的细绳对丁球没有拉力作用
[解析] 甲球受到重力和水平面的支持力,这两个力大小相等、方向相反,是一对平衡力,若斜面对甲球有弹力的作用,因球光滑,没有其他力与斜面给球的弹力平衡,则甲球不能处于静止状态,与实际情况不符,因此斜面不可能对甲球有弹力的作用,故A错误;乙球和与其接触的小球静止在水平面上,且两球均光滑,若两者之间有弹力作用,则没有其他力与弹力平衡,因此与之接触的球将不能处于静止状态,与实际情况不符,故B错误;对丙球受力分析,如图所示,丙球受重力、圆弧面的支持力以及与之接触的球对其弹力的作用而处于静止状态,故C错误;丁球受重力与竖直细绳的拉力,在竖直方向平衡,若倾斜的细绳对丁球有拉力作用,则没有其他力与之平衡,因此小球就不能处于静止状态,与实际情况不符,则可知倾斜的细绳对丁球一定没有拉力作用,故D正确.
5.画出下图中物体A受力的示意图(各接触面均光滑).
[答案] 如图所示
[解析] (1)弹力方向垂直于接触面.
(2)杆的弹力的方向可以不沿杆,由于必须平衡重力,所以杆的弹力方向向上.
(3)绳子的拉力必须沿绳,假若斜面有支持力,则物体受力不平衡,所以支持力不存在.
6.(多选)如图所示,小车上固定着一根弯成θ角的曲杆,杆的另一端固定一个质量为m的小球.下列关于杆对球的作用力F的判断,正确的是(重力加速度为g) ( AD )
A.小车静止时,F=mg,方向竖直向上
B.小车静止时,F=mgcos θ,方向垂直于杆向上
C.小车向右以加速度a运动时,F的方向沿杆向上
D.小车向右以加速度a运动时,F的方向斜向右上方,可能不沿杆
[解析] 小车静止时,由平衡条件知,杆对球的作用力方向竖直向上,且大小等于球的重力mg,故A正确,B错误;小车向右以加速度a运动时,弹力F的方向一定指向右上方,才能保证小球在竖直方向上受力平衡且在水平方向上具有向右的加速度,假设小球所受弹力方向与竖直方向的夹角为α,如图所示,根据牛顿第二定律有Fsin α=ma,Fcos α=mg,解得F=m,tan α=,只有当加速度a=gtan θ时,杆对球的作用力才沿杆的方向,故C错误,D正确.
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