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1、选择题 2012年伦敦奥运会,我国运动员陈一冰勇夺吊环亚军,其中有一个高难度的动作就是先双手撑住吊环(设开始时两绳与肩同宽),然后身体下移,双臂缓慢张开到如图所示位置,则在两手之间的距离增大过程中,吊环的两根绳的拉力FT(两个拉力大小相等)及它们的合力F的大小变化情况为(?)

A.FT增大,F不变
B.FT增大,F增大
C.FT增大,F减小
D.FT减小,F不变
参考答案:A
本题解析:将一个力分解为两个相等的分力,夹角越大,分力越大。对运动员进行受力分析如图

由于运动员处于平衡状态,两根绳的拉力的合力等于运动员的重力,大小不变;由图可知两手之间的距离增大,两分力夹角变大,分力
变大。
故选A
点评:本题考查对合力与分力之间关系的理解,在合力不变的情况下,两个分力夹角越大,这两个分力的大小就越大.
本题难度:简单
2、简答题 如图所示,在倾角为α的光滑金属斜轨上,有一通有电流I、长为L、质量为m的导体棒,导体棒与斜轨垂直.求:
①欲使棒静止在斜轨上,所加匀强磁场的磁感应强度B的最小值为多少?方向如何?
②欲使棒静止在斜轨上,且对斜轨无压力,所加匀强磁场B的大小为多少?方向如何?
参考答案:

(1)导体棒受力如图1所示,根据作图法分析可知,当安培力与支持力垂直,即沿斜面向上时,安培力最小.当导体棒与磁感应强度B垂直时,B最小.
受力图如下图2所示,由平衡条件得?
? BIL=mgsinα
∴B=mgsinαIL

根据左手定则判断可知,B的方向:垂直斜面向上.
(2)导体棒对斜面无压力时,其所受安培力应竖直向上,受力图如图3所示.
则磁感应强度B方向:水平向左
由?B′IL=mg得
? B/=mgIL
答:
①欲使棒静止在斜轨上,所加匀强磁场的磁感应强度B的最小值为mgsinαIL,方向垂直斜面向上.
②欲使棒静止在斜轨上,且对斜轨无压力,所加匀强磁场B的大小为mgIL,方向水平向左.
本题解析:
本题难度:一般
3、简答题 鸵鸟是当今世界上最大的鸟.有人说,如果鸵鸟能长出一副与身体大小成比例的翅膀,就能飞起来.是不是这样呢?生物物理学家认为:鸟煽动翅膀,获得上举力的大小可以表示为F=kSv2,式中S为翅膀展开后的面积,v为鸟的飞行速度,而k是一个比例常数.课题研究组的同学作一个简单的几何相似形假设:设鸟的几何线度为L,那么其质量m∝L3,而翅膀面积S∝L2,已知小燕子的最小飞行速度是5.5m/s,鸵鸟的最大奔跑速度为11.5m/s,又测得鸵鸟的体长是小燕子的25倍,那么鸵鸟真的长出一副与身体大小成比例的翅膀后能飞起来吗?
参考答案:鸵鸟刚好能飞起来的临界速度应满足:F=G
即kSv2=mg,得v=
本题解析:
本题难度:一般
4、选择题
如图,重物M用OA、OB两绳悬挂,处于静止状态,保持0A绳与竖直方向的夹角α(α<450)且不变,β角由900在减小到α角的过程中,OA、OB两绳上张力F1和F2变化关系是
A.F1逐渐增大,F2逐渐减小
B.F1逐渐增大,F2逐渐增大
C.F1逐渐减小,F2先逐渐增大后逐渐减小
D.F1逐渐减小,F2先逐渐减小后逐渐增大
参考答案:D
本题解析:分析:以结点O为研究对象,分析受力情况作出OB绳在三个不同位置时力的合成图,进行对比,得出OA、OB两绳上张力F1和F2变化情况.
解答:
解:以结点O为研究对象,分析受力情况,由平衡条件得知,OA、OB两绳上张力F1和F2的合力与重力G大小相等、方向相反,保持不变,作出OB绳在三个不同位置时力的合成图,如图,在OB绳从1→2→3三个位置的过程中,可以看出,当两绳相互垂直时,F2最小,可见,F1逐渐减小,F2先逐渐减小后逐渐增大.所以选项ABC错误,D正确.
故选D
点评:本题采用图解法研究动态平衡问题.图解法形象、直观,能直接反映力的变化情况.作图时要抓住张力F1和F2的合力不变、AO绳的方向不变,再由几何知识进行分析.
本题难度:简单
5、计算题 一细棒处于磁感应强度为B的匀强磁场中,棒与磁场方向垂直,与水平方向夹角为
。磁感线水平指向纸里,如图所示,棒上套一个可在其上滑动的带负电的小球C,小球质量为m,带电量为q,球与棒间的动摩擦因数为
,让小球从棒上端静止下滑,求:
(1)小球的最大速度;
(2)动摩擦因数应具备的条件。

参考答案:解:(1)小球速度最大时,棒对它的弹力垂直于棒向下,沿杆方向,
,
垂直杆方向:
,
联立以上各式,得
所以:
(2)小球C从斜置的绝缘棒上由静止开始运动,必须满足条件
,
而
即
,
所以
。
本题解析:
本题难度:一般