6.如图5所示,光滑水平地面上放有截面为
圆周的柱状物体A,A与墙面之间放一光滑的圆柱形物体B,对A施加一水平向左的力F,整个装置保持静止.若将A的位置向左移动稍许,整个装置仍保持平衡,则( )
图5
A.水平外力F增大B.墙对B的作用力减小
C.地面对A的支持力减小D.A对B的作用力减小
7.如图6所示,一辆质量为M的汽车沿水平面向右运动,通过定滑轮将质量为m的重物A缓慢吊起.在吊起重物的过程中,关于绳子的拉力T、汽车对地面的压力N和汽车受到的摩擦力f随细绳与水平方向的夹角θ变化的图像中正确的是( )
图6
8.如图7所示,A、B两物体叠放在水平地面上,A物体质量m=20kg,B物体质量M=30kg.处于水平位置的轻弹簧一端固定于墙壁,另一端与A物体相连,弹簧处于自然状态,其劲度系数为250N/m,A与B之间、B与地面之间的动摩擦因数为μ=0.5.现有一水平推力F作用于物体B上推着B缓慢地向墙壁移动,当移动0.2m时,水平推力F的大小为(g取10m/s2)( )
图7
A.350NB.300NC.250ND.200N
9.如图8所示,左侧是倾角为30°的斜面、右侧是圆弧面的物体固定在水平地面上,圆弧面底端切线水平,一根两端分别系有质量为m1、m2的小球的轻绳跨过其顶点上的小滑轮.当它们处于平衡状态时,连结m2小球的轻绳与水平线的夹角为60°,不计一切摩擦,两小球可视为质点.两小球的质量之比m1∶m2等于( )
图8
A.2∶
B.2∶3C.
∶2D.1∶1
10.如图9所示,不计质量的光滑小滑轮用细绳悬挂于墙上的O点,跨过滑轮的细绳连接物块A、B,A、B都处于静止状态,现将物块B移至C点后,A、B仍保持静止,下列说法中正确的是( )
图9
A.B与水平面间的摩擦力增大
B.绳子对B的拉力增大
C.悬于墙上的绳所受拉力不变
D.A、B静止时,图中α、β、θ三角始终相等
二、非选择题(共60分)
11.(6分)为测定木块P和木板Q间的动摩擦因数,某同学设计了一个实验,图10为实验装置示意图,其中各物体的接触面均水平,该同学在实验中的主要操作有:
图10
A.用弹簧测力计测出木块P的重力为GP=6.00N;
B.用弹簧测力计测出木板Q的重力为GQ=9.25N;
C.用手按住木块和木板,按图10装置安装好器材;
D.松开木块和木板让其运动,待弹簧测力计指针稳定时再读数.
(1)上述操作中多余的步骤是________.(填步骤序号)
图11
(2)在听取意见后,该同学按正确方法操作,稳定时弹簧测力计的指针位置如图11所示,其示数为______N.根据该同学的测量数据,可求得木块P和木板Q间的动摩擦因数为______.
12.(8分)某同学做“验证力的平行四边形定则”实验的情况如图12甲所示,其中A为固定橡皮筋的图钉,O为橡皮筋与细绳的结点,OB和OC为细绳,图乙是在白纸上根据实验结果画出的图.
图12
(1)实验中用弹簧测力计测量力的大小时,下列使用方法中正确的是________.
A.拿起弹簧测力计就进行测量读数
B.拉橡皮筋的拉力大小不能超过弹簧测力计的量程
C.测量前检查弹簧指针是否指在零刻线,用标准砝码检查示数正确后,再进行测量读数
D.应尽量避免弹簧、指针、拉杆与刻度板间的摩擦
(2)关于此实验的下列说法中正确的是________.
A.同一次实验中,O点位置不允许变动
B.实验中,只需记录弹簧测力计的读数和O点的位置
C.实验中,把橡皮筋的另一端拉到O点时,两个弹簧测力计之间的夹角必须取90°
D.实验中,要始终将其中一个弹簧测力计沿某一方向拉到最大量程,然后调节另一弹簧测力计拉力的大小和方向,把橡皮筋另一端拉到O点
(3)图乙中的F与F′两力中,方向一定沿AO方向的是________.
(4)本实验采用的科学方法是________.
A.理想实验法B.等效替代法
C.逆向思维法D.建立物理模型法
13.(10分)如图13所示,一根质量不计的横梁A端用铰链固定在墙壁上,B端用细绳悬挂在墙壁上的C点,使得横梁保持水平状态.已知细绳与竖直墙壁之间的夹角为60°,当用另一段轻绳在B点悬挂一个质量为M=6kg的重物时,求轻杆对B点的弹力和绳BC的拉力大小.(g取10m/s2)
图13
14.(10分)如图14所示,质量为m1=5kg的滑块,置于一粗糙的斜面上,用一平行于斜面的大小为30N的力F推滑块,滑块沿斜面向上匀速运动,斜面体质量m2=10kg,且始终静止,取g=10m/s2,求:
图14
(1)斜面对滑块的摩擦力.
(2)地面对斜面体的摩擦力和支持力.
15.(13分)如图15所示,A、B两物体叠放在水平地面上,已知A、B的质量分别为mA=10kg,mB=20kg,A、B之间、B与地面之间的动摩擦因数均为μ=0.5.一轻绳一端系住物体A,另一端系于墙上,绳与竖直方向的夹角为37°,今欲用外力将物体B匀速向右拉出,求所加水平拉力F的大小,并画出A、B的受力分析图.(取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)
图15
16.(13分)如图16所示,在光滑的水平杆上穿两个重均为2N的球A、B,在两球之间夹一弹簧,弹簧的劲度系数为10N/m,用两条等长的线将球C与A、B相连,此时弹簧被压短了10cm,两条线的夹角为60°,求:
图16
(1)杆对A球的支持力为多大?
(2)C球的重力为多大?
1答案 B
解析 物体受n个力处于静止状态,则其中(n-1)个力的合力一定与剩余的那个力等大反向,故除F1以外的其他各力的合力大小等于F1,且与F1方向相反,故当F1转过90°后,物体受到的合力大小应为
F1,选项B正确.
2答案 B
解析 弹簧测力计的读数应是弹簧中的弹力大小.在图乙中,F0与弹簧拉力是一对作用力与反作用力,大小一定相等.在图丙中,由共点力的平衡知F0=F弹+G,所以F弹=F0-G,选项B正确.
3答案 BD
解析 对A、B整体,一定受到重力G、斜面支持力N、水平力F,如图(a),这三个力可能使整体平衡,因此斜面对A、B整体的静摩擦力可能为0,可能沿斜面向上,也可能沿斜面向下,B、D正确;对木块A,受力如图(b),水平方向受力平衡,因此一定受到B对A的静摩擦力fA,由牛顿第三定律可知,C错;对木块B,受力如图(c),其中斜面对B的摩擦力f可能为0,因此木块B可能受4个或5个力作用,A错.
4答案 B
5答案 C
解析 轻杆一端被铰链固定在墙上,杆上的弹力方向沿杆的方向.由牛顿第三定律可知:
杆所受的压力与杆对B点细线的支持力大小相等,方向相反.对两种情况下细线与杆接触点B受力分析,如图甲、乙所示,由图中几何关系可得:
=
,
=
,故N1=N2,选项C正确.
6答案 BD
解析 对物体B的受力分析如图所示,A的位置左移,θ角减小,
N1=Gtanθ,N1减小,B项正确;N=
,N减小,D项正确;
以A、B为一个整体受力分析,N1=F,所以水平外力F减小,
A项错误;地面对A的支持力等于两个物体的重力之和,所以
该力不变,C项错误.
7答案 AC
解析 因为绳子跨过定滑轮,故绳子张力等于重物A的重力,A正确;由牛顿第三定律可知,汽车对地面的压力大小等于地面对汽车的支持力,故以汽车为研究对象,受力分析得N=Mg-Tsinθ,取θ=0时,N=Mg,B错误;因为缓慢吊起重物,汽车可视为处于平衡状态,故有f=Tcosθ,故C对,D错.
8答案 B
解析 由题意可知fAmax=μmg=100N.当A向左移动0.2m时,F弹=kΔx=50N,
F弹9答案 A
解析 对m2受力分析如图所示
进行正交分解可得
Ncos60°=Tcos60°
Tsin60°+Nsin60°=m2g
解得T=
对m1球受力分析可知,
T=m1gsin30°=
m1g
可知m1∶m2=2∶
,选项A正确.
10答案 AD
解析 因为将物块B移至C点后,A、B仍保持静止,所以绳中的拉力大小始终等于A的重力,通过定滑轮,绳子对B的拉力大小也等于A的重力,而B移至C点后,右侧绳子与水平方向的夹角减小,对B进行受力分析可知,B受到水平面的静摩擦力增大,所以选项A正确,B错误;对滑轮受力分析可知,悬于墙上的绳所受拉力等于两边绳的合力,由于两边绳子的夹角变大,两边绳的合力将减小,选项C错误;由几何关系可知α、β、θ三角始终相等,选项D正确.
11答案
(1)B
(2)2.10 0.35
解析
(1)要做好本题,需理解实验原理.无论木板怎样滑动,弹簧测力计的示数总与P木块的滑动摩擦力相等,且这个值是稳定的,故可用F=μN=μmg求解μ,所以步骤B是多余的.
(2)由读数的估读规则可知,弹簧测力计的读数为2.10N,由F=μN=μmg,
可知μ=
=0.35.
12答案
(1)BCD
(2)A (3)F′ (4)B
13答案 60
N 120N
解析 设杆对B点的弹力为F1,因横梁A端用铰链固定,故F1的方向沿杆方向,绳BC对B点的拉力为F2,由于B点静止,B点所受的向下的拉力大小恒定为重物的重力,根据受力平衡的特点,杆的弹力F1与绳BC对B点的拉力F2的合力一定竖直向上,大小为Mg,如图所示.
根据以上分析可知
弹力F1与拉力F2的合力大小
F=G=Mg=60N
由几何知识可知
F1=Ftan60°=60
N
F2=
=120N
即轻杆对B点的弹力为60
N,绳BC的拉力为120N.
14答案
(1)5N
(2)15
N 135N
解析
(1)用隔离法:
对滑块受力分析,如图甲所示,在平行斜面的方向上:
F=m1gsin30°+f,f=F-m1gsin30°=(30-5×10×0.5)N=5N.
(2)用整体法:
因两个物体均处于平衡状态,故可以将滑块与斜面体当作一个整体来研究,其受力如图乙所示,由图乙可知:
在水平方向上有f地=Fcos30°=15
N;在竖直方向上,有N地=(m1+m2)g-Fsin30°=135N.
15答案 160N 见解析图
解析 A、B的受力分析如图甲、乙所示
对A应用平衡条件,有Tsin37°=f1=μN1
Tcos37°+N1=mAg
联立得N1=
=60N,f1=μN1=30N
对B应用平衡条件,有
N1=N1′,f1=f1′
F=f1′+f2=f1+μN2=f1+μ(N1′+mBg)=160N
16答案
(1)(2+
)N
(2)2
N
解析
(1)A、C球的受力情况分别如图甲、乙所示:
甲 乙
其中F=kx=1N
对于A球,由平衡条件得:
F=Tsin30°
N=GA+Tcos30°
解得:
N=(2+
)N
(2)由
(1)可得两线的张力都为:
T=2N
对于C球,由平衡条件得:
2Tcos30°=GC
解得:
GC=2
N