7.如图甲所示,在用力F拉小船匀速靠岸的过程中,若水的阻力保持不变,下列说法正确的是( )
A.小船所受到的合外力保持不变
B.绳子的拉力F不断增大
C.绳子的拉力F保持不变
D.船所受到的浮力不断减小
解析:小船的受力情况如图乙所示.
由平衡条件得:Fcos θ=f
F浮=mg-Fsin θ
可知随着θ增大,F=增大,浮力F浮不断减小.
答案:ABD
6.![]()
如图甲所示,把球夹在竖直墙AC和木板BC之间,不计摩擦,球对墙的压力为FN1,球对板的压力为FN2.在将板BC逐渐放至水平的过程中,下列说法正确的是( )
A.FN1和FN2都增大 B.FN1和FN2都减小
C.FN1增大,FN2减小 D.FN1减小,FN2增大
解析:球的受力情况如图乙所示,
板BC逐渐放至水平的过程时θ增大,FN1和FN2都减小.
答案:B
5.
如图甲所示,一光滑球夹在竖直墙与水平面上的楔形木块间,处于静止.现对光滑球施一个竖直向下的力F,整个装置仍处于静止,则施加F前后( )
A.水平面对楔形木块的弹力增大
B.水平面对楔形木块的静摩擦力不变
C.墙对光滑球的弹力增大
D.楔形木块对球的弹力增大
解析:球和木块的受力情况分别如图乙、丙所示.
施加压力F前,有:
FN3=(m+M)g
FN1=
FN2=f=FN1·sin θ=mgtan θ
施加压力F后,有:
FN3=(m+M)g+F
FN1=
FN2=f=FN1sin θ=(mg+F)tan θ.
答案:ACD
4.如图甲所示,斜面体b的质量为M,放在粗糙的水平地面上.质量为m的滑块a以一定的初速度沿粗糙的斜面向上滑,然后又返回,此过程中b没有相对地面移动.由此可知( )
A.地面对b一直有向右的摩擦力
B.地面对b一直有向左的摩擦力
C.地面对b的摩擦力方向先向左后向右
D.地面对b的支持力一直小于(M+m)g
解析:在a向上滑的过程中,a、b的受力情况分别如图乙、丙所示.则有:
f2=FN1′sin θ+f1′cos θ=mgcos θsin θ+μmgcos2 θ,方向向左
FN2=Mg+FN1′cos θ-f1′sin θ
=Mg+mgcos2 θ-μmgcos θsin θ<(M+m)g.
当a下滑时,由mgsin θ>μmgcos θ可得摩擦力的水平分力小于正压力的水平分力.故知斜面体有向右滑行的趋势,地面对它的静摩擦力向左.
答案:BD
3.如图甲、乙、丙所示,弹簧秤、绳和滑轮的重力均不计,摩擦力不计,物体的重都是G.在甲、乙、丙三种情况下,弹簧秤的示数分别是F1、F2、F3,则( )
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A.F3>F1=F2 B.F3=F1>F2
C.F1=F2=F3 D.F1>F2=F3
解析:由图可知:F1=G,F2=G·cos 30°=G
F3=G.
答案:B
2.如图所示,一个直角支架AOB的AO部分水平放置,表面粗糙;OB部分竖直向下,表面光滑.AO上套有小环P,OB上套有小环Q,两环的质量均为m,两环由一根质量可忽略、不可伸长的细绳相连,并在某一位置平衡.现将P环向左移一小段距离,两环再次达到平衡.那么将移动后的平衡状态和原来的平衡状态比较,AO杆对P环的支持力FN和摩擦力f的变化情况是( )
A.FN不变,f变大 B.FN不变,f变小
C.FN变大,f变大 D.FN变大,f变小
解析:用隔离法分析Q,因OB杆光滑,所以绳拉力F的竖直分力等于Q环的重力,即Fcos α=mg,式中α表示绳与OB的夹角.当P向左平移一段距离后,α变小,由F=知,拉力F变小.对P环有f=Fsin α,可知f变小.
用整体法分析P、Q,其所受的外力有:重力2mg、OB杆对Q环的水平向左的弹力FB、OA杆对P环竖直向上的支持力FN和水平向右的摩擦力f.根据竖直方向平衡知,FN恒等于2mg.所以,正确选项为B.
答案:B
1.如图所示,A、B两物体的重力分别是GA=2 N、GB=4 N,A、B之间用轻直杆连接,A用轻弹簧悬挂在顶板上.已知弹簧的弹力大小F=3 N,则轻杆内部的弹力以及B对地面的压力的可能值分别是( )
A.5 N和9 N B.2 N和5 N
C.1 N和6 N D.2 N和3 N
解析:当弹簧处于压缩状态时,有:
FT=F+GA=5 N,FN=F+GA+GB=9 N
当弹簧处于伸长状态时,有:
FT′=F-GA=1 N,FN′=GA+GB-F=3 N.
答案:A
6.如图甲所示,用光滑的金属杆做的直角三角形框ABC的AB边和AC边上各有一完全相同的小环E和F,用一根细线把E、F连接起来,细线比BC边短,使三角形竖直放置,BC边水平.若已知AB边与BC边的夹角θ=60°,求两环平衡时细线与AB边的夹角α.
解析:平衡时每个小环都受重力、金属杆的弹力和细线拉力的作用.如图乙所示,若α≤θ,容易判断F不可能平衡;若α≥,则容易判断E不能平衡,故α的大小应大于60°而小于90°.现分别画出E、F的受力示意图如图丙所示.
对于E,由平衡条件可得:mgcos 30°=Tcos α
对于F,由平衡条件可得:mg=Tcos (150°-α)
解得:tan α=
即平衡时细线与AB边的夹角α=arctan.
答案:arctan
金典练习二 力的合成和分解 共点力平衡 受力分析
选择题部分共10小题,每小题6分.在每小题给出的四个选项中,有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确.
5.如图甲所示,重为G的均匀链条,两端用等长的轻绳连接挂在等高的
地方,绳与水平方向成θ角.试求:
(1)绳子的张力.
(2)链条最低点的张力.
解析:在求链条两端的张力时,可把链条当做一个质点处理,由于两边具有对称性,两端点的拉力大小相等,受力情况如图乙所示.
取链条整体为研究对象.
(1)由平衡条件知,在竖直方向:2Fsin θ=G
得:绳对链条两端的拉力F=.
(2)在求链条最低点的张力时,可将链条一分为二,取一半研究.受力情况如丙所示.由平衡条件知,在水平方向:F′=Fcos θ=cot θ.
答案:(1) (2)cot θ
4.如图甲所示,竖直放置的轻弹簧一端固定在地面上,另一端与斜面体P连接,P与斜放的固定挡板MN接触且处于静止状态,弹簧处于竖直方向,则斜面体P此刻受到外力的个数可能为( )
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A.2 B.3 C.4 D.5
解析:当弹簧的弹力大小等于斜块的重力时,P受2个力的作用;当弹簧弹力大于P受的重力时,受4个力作用,受力示意图分别如图乙所示.答案:AC
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