1、选择题
如图所示,物体A放在水平桌面上,用一轻绳通过光滑的定滑轮连接物体B,又用一轻质弹簧连接B、C两物体,C放在水平地面上,三个物体均处于静止状态.已知B、C的重力均为4N,弹簧的弹力也为4N.则A受到的摩擦力F1,细线受到的拉力FT和地面受到的压力FN的大小可能是
A.F1=0,FT=0,FN=8N
B.F1=0,FT=4N,FN=4N
C.F1=8N,FT=8N,FN=0N
D.F1=4N,FT=0,FN=8N
参考答案:AC
本题解析:分析:弹簧可能处于伸长状态,也可能处于压缩状态,分别进行讨论,即可由平衡条件分析B的受力,求出细绳的拉力,即可分析A的受力情况,再对B研究,即可求得地面对C的支持力,由牛顿第三定律得到C对地面的压力.
解答:若弹簧处于压缩状态,则
对B:受到重力、弹簧向上的弹力,这两个力平衡,细线的拉力FT=GB-F弹=4N-4N=0
对A:A受到的摩擦力F1=FT=0
对C:受到重力、弹簧向下的压力,地面对C的支持力,根据平衡条件得:地面对C的支持力FN′=FN=GC+F弹=8N,则地面受到的压力FN=FN′=8N;
若弹簧处于伸长状态,则
对B:受到重力、细绳向上的拉力和弹簧向下的拉力,根据平衡条件得:细线的拉力FT=GB+F弹=4N+4N=8N
对A:A受到的摩擦力F1=FT=8N
对C:受到重力、弹簧向上的拉力,这两个力平衡,则地面对C的支持力为零,则地面受到的压力FN=0;
故选AC
点评:对物体正确受力分析,是解这道题的前提与关键.解力学题时,要养成对物体正确受力分析的良好习惯.
本题难度:简单
2、简答题 如图所示,固定在水平桌面上的光滑金属框架cdef处于竖直向下磁感应强度为B0的匀强磁场中.金属杆ab与金属框架接触良好.此时abed构成一个边长为l的正方形,金属杆的电阻为r,其余部分电阻不计.
(1)若从t=0时刻起,磁场的磁感应强度均匀增加,每秒钟增量为k,施加一水平拉力保持金属杆静止不动,求金属杆中的感应电流.
(2)在情况(1)中金属杆始终保持不动,当t=t1秒末时,求水平拉力的大小.
(3)若从t=0时刻起,磁感应强度逐渐减小,当金属杆在框架上以恒定速度v向右做匀速运动时,可使回路中不产生感应电流.写出磁感应强度B与时间t的函数关系式.
参考答案:解(1)设瞬时磁感应强度为B,由题意得率△B△t=B-B0△t=k? ①
产生感应电动势为 E=△φ△t=△BS△t=(B-B0)S△t=kl2? ②
根据闭合电路欧姆定律得,产生的感应电流I=Er=kl2r? ③
(2)由题意,金属杆始终保持不动,根据二力平衡,安培力等于水平拉力,即有F=F安 ④
? F安=BIl? ⑤
由①③⑤得F按=(B0+kt1)kl3r
所以F=(B0+kt1)kl3r
(3)回路中感应电流为0,磁感应强度逐渐减小产生的感生电动势E和金属杆运动产生的动生电动势E′大小,方向相反,即E+E′=0,
则有(B-B0)l2t-0+Blv=0
解得 B=B0ll+vt
答:
(1)金属杆中的感应电流为为kl2r.
(2)水平拉力的大小为(B0+kt1)kl3r.
(3)要使回路中不产生感应电流,磁感应强度B与时间t的函数关系式为B=B0ll+vt.
本题解析:
本题难度:一般
3、选择题 如图所示,静止在斜面上的物体,受到的作用力有( )
A.重力、支持力
B.重力、支持力、下滑力、摩擦力
C.重力、支持力、摩擦力
D.重力、压力、下滑力、摩擦力