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1、选择题 如图所示,质量m=5kg的物体置于一粗糙的斜面上,用一平行于斜面上的力F=30N推物体m,物体恰沿斜面向上做匀速运动,斜面体质量M=10kg,放在粗糙的水平地面上且始终静止,则下则说法正确的是
A.地面对斜面体的摩擦力向左,大小为15N
B.地面对斜面体的支持力大小为150?N
C.斜面体对物块的摩擦力大小为5?N
D.斜面对物块的作用力大小为10
参考答案:C
本题解析:分析:以滑块为研究对象,分析受力情况.滑块向上匀速运动时,合力为零,根据平衡条件求解斜面对滑块的摩擦力.
再以整体为研究对象,整体的合力为零,分析受力情况,由平衡条件求解地面对斜面体的摩擦力和支持力.
解答:以滑块为研究对象,分析受力情况如图,滑块向上匀速运动时,则有
:
F=m1gsin30°+f1,
则得斜面对滑块的摩擦力:
f1=F-m1gsin30°=30-50×0.5(N)=5N
以整体为研究对象,整体的合力为零,分析受力情况,根据平衡条件得:
水平方向:f2=Fcos30°
竖直方向:N+Fsin30°=(m1+m2)g
解得:f2=15
N,N=135N
所以C正确,AB错误;
斜面 对物块的作用力包括支持力和摩擦力,这两个力的合力应该与物块的重力相等,即大小为50N.所以D错.
故选:C.
点评:本题是两个物体平衡的问题,首先要灵活选择研究对象,其次要正确分析受力情况.本题解答采用整体法和隔离法相结合的方法,比较简便.
本题难度:简单
2、选择题
如图所示,重力为G,电荷量为q的带电小球,用绝缘丝线悬挂在水平向右的匀强电场中,平衡时,丝线与竖直方向成θ角.若要保持带电小球在原处不动,令电场方向逆时针转动(转动角小于
),则电场强度大小随方向转动过程中
A.逐渐增大
B.逐渐减小
C.可能先变大后变小
D.可能先变小后变大
参考答案:D
本题解析:分析:小球受重力、拉力和电场力,要保持带电小球在原处不动,则重力大小和方向都不变,拉力方向不变,电场力大小和方向都改变,根据平衡条件,运用图示法分析.
解答:小球受重力、拉力和电场力,三力平衡,要保持带电小球在原处不动,则重力大小和方向都不变,拉力方向不变,电场力大小和方向都改变,作图如下:

从图象可以看出,电场力先减小后增加,故电场强度先减小后增加;
故选D.
点评:本题关键是三力平衡中的动态分析问题,关键是明确小球的受力情况,然后通过图示法分析,不难.
本题难度:困难
3、选择题
实心球P放在光滑水平面AO上并与斜面BO接触,如图所示,球P的受力情况是
A.受重力、对地面的压力、支持力三个力
B.受重力、斜面OB的弹力和水平面AO的支持力三个力
C.受重力和水平面AO的支持力两个力
D.受重力、压力、支持力和静摩擦力四个力
参考答案:C
本题解析:分析:由假设法,对小球受力分析,根据小球处于平衡状态,则可确定小球受力情况.
解答:对小球受力分析如图所示:
小球受力平衡,重力与支持力,若存在斜面B对小球的弹力,则根据平衡条件,有小球将运动,因此小球只受到重力与斜面A的支持力;故C正确,ABD错误.
故选C
点评:力是改变物体运动状态的原因,故物体的受力与加速度有关,故本题应讨论小车的运动情况判断小球的受力情况.
本题难度:简单
4、选择题
如图,质量都是m的物体A、B用轻质弹簧相连,静置于水平地面上,此时弹簧压缩了△l.如果再给A一个竖直向下的力,使弹簧再压缩△l,形变始终在弹性限度内,稳定后,突然撤去竖直向下的力,在A物体向上运动的过程中,下列说法中:①B物体受到的弹簧的弹力是mg时,A物体的速度最大;②B物体受到的弹簧的弹力是mg时,A物体的加速度最大;③A物体受到的弹簧的弹力是mg时,A物体的速度最大;④A物体受到的弹簧的弹力是mg时,A物体的加速度最大.其中正确的是
A.只有①③正确
B.只有①④正确
C.只有②③正确
D.只有②④正确
参考答案:A
本题解析:分析:对A进行受力分析,A受弹力和重力作用,弹力大小与形变量大小成正比,物体向上先加速后减速运动,抓住加速度为0时速度最大,分析讨论选项即可.
解答:
解:根据题意知mg=k△l,对A物体进行受力分析有:
释放时弹力最大,大小为2mg,随着物体上升,弹簧形变量减小弹力减小,所以:
①对A而言,因为释放时弹力大于重力,故物体向上做加速运动,当重力和弹力大小相等时,物体加速度为0,弹力再减小时合力将沿重力方向,A物体将做减速运动,故弹力为mg时,A物体的速度最大,因为弹簧对A和对B的弹力大小相等方向相反,故①正确;
②B所受弹力等于mg时,A物体所受弹力大小亦为mg,A物体所受合力为0加速度为0,故加速度最小,故②错误;
③由①分析知,③正确;
④当A物体受弹力为mg时,A所受合力为0,加速度最小,故④错误.
因为①③正确
故选A.
点评:根据胡定律知道弹簧弹力大小与弹簧的形变量成正比,轻质弹簧对连接体的弹力大小相等方向相反.
本题难度:困难
5、选择题
如图所示,在以一定加速度a行驶的车厢内,有一长为L、质量为m的棒AB靠在光滑的后壁上,棒与厢底面之间的动摩擦因数为μ,为了使棒不滑动,棒与竖直平面所成的夹角为θ,则tanθ的值可取
A.
B.
C.
D.
参考答案:ACD
本题解析:分析:棒与车具有相同的加速度,当棒与竖直平面所成的夹角最大时,有向左的最大静摩擦力,夹角最小时,有向右的最大静摩擦力,根据牛顿第二定律求出车厢后壁对棒的弹力,在根据力矩平衡求出临界的角度.
解答:设在A、B处的弹力大小各是FA、FB,在B处静摩擦力大小是 f.
当夹角θ取较大的数值θ大时,棒将发生A向下、B向右滑动,这时 f 的方向是水平向左.
由牛顿第二定律得:FA1-f=ma 且 f=μFB,FB=mg (竖直方向不动)
得 FA1=m(a+μg)
车厢是非惯性系,在车厢里看棒受到非惯性力F惯=ma
以B点为轴,用合力矩为0得 FA1Lcosθ大=mg
sinθ大+ma
所以 tanθ大=
=
θ大=arc tan
.
当夹角θ取较小的数值θ小时,棒将发生A向上、B向左滑动,这时 f 的方向是水平向右.
由牛顿第二定律得 FA2+f=ma 且 f=μFB,FB=mg (竖直方向不动)
得 FA2=m(a-μg)
以B点为轴,用合力矩为0得 FA2Lcosθ小=mg
sinθ小+ma
所以 tanθ小=
=
θ小=arc tan
综上所述,夹角θ应在的范围是:
arc tan
≤θ≤arc tan
.故A、C、D正确,B错误.
故选ACD.
点评:本题综合考查了牛顿第二定律和力矩平衡,综合性较强,以及考查了非惯性系问题,增加了题目的难度,要考虑棒会受到非惯性力.
本题难度:简单
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