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1、选择题 几个力共点且在同一平面内、作用在某个质点上,使该质点处于平衡状态.当其中的一个力只是大小逐渐减小而其它力保持不变时,下列说法正确的是
[? ]
A.合力逐渐增大,动能一定增加?
B.合力逐渐减小,动能可能增加
C.合力逐渐增大,动能可能减少?
D.合力逐渐减小,动能一定减少
参考答案:C
本题解析:
本题难度:简单
2、选择题
如图,重力大小为G的木块静止在水平地面上,对它施加一竖直向上且逐渐增大的力F,若F总小于G,下列说法中正确的是
A.木块对地面的压力随F增大而减小
B.木块对地面的压力就是木块的重力
C.地面对木块的支持力的大小等于木块的重力大小
D.地面对木块的支持力的大小等于木块对地面的压力大小
参考答案:AD
本题解析:分析:对物体受力分析,受到重力、拉力和支持力,根据共点力平衡条件列式分析;再根据牛顿第三定律分析物体对地面和地面对物体的相互作用力的大小.
解答:A、C对物体受力分析,受到重力mg、支持力N和拉力F,根据共点力平衡条件,有
F+N=mg ①
物体对地面的压力N′和地面对物体的支持力N是一对相互作用力,根据牛顿第三定律,有
N=N′②
解得
N′=mg-F,当F逐渐增大时,N′逐渐减小,故A正确;
由此式可知,N′<G,即地面对木块的支持力的大小小于木块的重力大小,故C错误.
B、木块对地面的压力是弹力,重力源自于万有引力,两者的性质不同,不能说木块对地面的压力就是木块的重力,故B错误;
D、地面对木块的支持力和木块对地面的压力是一对相互作用力,根据牛顿第三定律可知,两者大小相等,故D正确.
故选AD
点评:本题关键对物体受力分析,然后根据共点力平衡条件和牛顿第三定律进行分析处理.
本题难度:困难
3、简答题 如图所示,钢筒质量为20kg,活塞质量为5kg,活塞横截面积为100cm2,当绳索松弛时,筒内空气柱长16cm,已知大气压强为1.0×105Pa,设钢筒足够长,试问:
(1)拉力至少为多大时钢筒才能开始上升?此时筒内气柱长度为多少?
(2)若拉力为400N,则活塞可达的最大加速度为多少?
参考答案:(1)考察钢筒对地面无压力时钢筒和活塞整体的平衡态,
有 F=(m+M)g,
代入数据,得F=(5+20)×10=250N
考察绳索松驰至绳产生250N拉力的过程,该过程筒内气体作等温变化.
以活塞为研究对象,气体的初态压强为
? p1=p0+mgS=105+5×10100×10-4=1.05×105Pa
气体的初态体积 V1=SL1
以钢筒为研究对象,气体的末态压强
? p2=p0-MgS=105-20×10100×10-4=0.8×105Pa?
气体的末态体积 V2=SL2
因为玻意耳定律为 p1V1=p2V2
代入数据,得 1.05×105×16=0.8×105×L2?
所以,L2=21cm?
(2)以活塞为对象,由牛顿第二定律,得? F+pS-mg-p0S=ma
显然,当p最大时,a最大.
由玻意耳定律可知,当气体的体积最小时,压强p最大,所以p的最大值为1.05×105Pa.
将已知量代入上式,有400+1.05×105×100×10-4-5×10-1.0×105×100×10-4×105=5a
解得,a=80m/s2
答:
(1)拉力至少为250N时钢筒才能开始上升,此时筒内气柱长度为21cm.
(2)若拉力为400N,则活塞可达的最大加速度为80m/s2.
本题解析:
本题难度:一般
4、简答题 如图所示,要使一质量为m、电量为+q的小球能水平沿直线加速,需要外加一匀强电场.已知平行金属板间距为d,与水平面夹角为θ,要使此小球从A板左端沿直线从静止沿水平方向被加速,恰从B板的右端射出,求两金属板间所加电压U是多少?小球从B板右端射出时的速度是多大?(重力加速度为g)
参考答案:对小球进行受力分析,由题意可知合力应水平向右,
故竖直方向上有qEcosθ=mg,即E=mgqcosθ,
又U=Ed=mgdqcosθ,
由动能定理得qU=12mv2,
则v=
本题解析:
本题难度:一般
5、选择题 两个可视为质点的小球a和b,用质量可忽略的刚性细杆相连,放置在一个光滑的半球面内,如图所示.己知小球a和b的质量之比为
,细杆长度是球面半径的倍.两球处于平衡状态时,细杆与水平面的夹角θ是( )
A.45°
B.30°
C.22.5°
D.15°