3.

图2－3－21

(2010·山西省实验中学模拟)如图2－3－21所示，A、B两物体的质量分别为m_A、m_B，且m_A>m_B，整个系统处于静止状态，滑轮的质量和一切摩擦均不计，如果绳一端由Q点缓慢地向左移到P点，整个系统重新平衡后，物体A的高度和两滑轮间绳与水平方向的夹角θ变化情况是(　)

A．物体A的高度升高，θ角变大　 　　 B．物体A的高度降低，θ角变小

C．物体A的高度升高，θ角不变　 　　 D．物体A的高度不变，θ角变小

解析：最终平衡时，绳的拉力F大小仍为m_Ag，由二力平衡可得2Fsin θ＝m_Bg，故θ角不变，但因悬点由Q到P，左侧部分绳子变长，故A应升高，所以C正确．

答案：C

2.

图2－3－20

如图2－3－20所示，物体A置于倾斜的传送带上，它能随传送带一起向上或向下做匀速运动，下列关于物体A在上述两种情况下的受力描述，正确的是(　)

A．物体A随传送带一起向上运动时，A所受的摩擦力沿斜面向下

B．物体A随传送带一起向下运动时，A所受的摩擦力沿斜面向下

C．物体A随传送带一起向下运动时，A不受摩擦力作用

D．无论传送带向上或向下运动，传送带对物体A的作用力均相同

解析：由于物体A做匀速运动，故物体A受力平衡，所以无论传送带向上运动还是向下运动，传送带对物体A的作用力相同，均等于物体A的重力沿斜面的分力，故D对．

答案：D

1.

图2－3－19

如图2－3－19所示，物体M在斜向右下方的推力F作用下，在水平地面上恰好做匀速运动，则推力F和物体M受到的摩擦力的合力方向是(　)

A．竖直向下　 　　　　 B．竖直向上

C．斜向下偏左　 　　　 D．斜向下偏右

解析：物体M受四个力作用，支持力和重力都在竖直方向上，故推力F与摩擦力的合力一定在竖直方向上，由于推力F的方向斜向下，由此可断定力F与摩擦力的合力一定竖直向下．

答案：A

4.

图2－3－18

重150 N的光滑球A悬空靠在墙和木块B之间，木块B的重力为1 500 N，且静止在水平地板上，如图2－3－18所示，则(　)

A．墙所受压力的大小为150 N

B．木块A对木块B压力的大小为150 N

C．水平地板所受的压力为1 500 N

D．木块B所受摩擦力大小为150 N

解析：小球A和木块B受力分析如图所示，对A：F_N1cos 60°＝G_A，F_N1sin 60°＝F_N2，可得：F_N1＝300 N，F_N2＝150 N，可知选项A正确、B错误；对B：由F_N1′＝F_N1，F_N1′cos 60°+G_B＝FN₃及F_N1′sin 60°＝F_f可得：F_N3＝1 650 N，F_f＝150 N，所以选项C错误、D正确．

答案：AD

3.

图2－3－17

(2010·郑州模拟)如图2－3－17所示，质量为m的质点静止地放在半径为R的半球体上，质点与半球体间的动摩擦因数为μ，质点与球心连线与水平地面的夹角为θ，则下列说法正确的是(　)

A．质点所受摩擦力大小为μmgsin θ

B．质点对半球体的压力大小为mgcos θ

C．质点所受摩擦力大小为mgsin θ

D．质点所受摩擦力大小为mgcos θ

解析：分析质点受力如图所示，因质点静止在半球体上，所以有F_N＝mgsin θ，F_f＝mgcos θ.故有D正确，B、C错误；因质点受静摩擦力作用，其大小不能用F_f＝μF_N＝μmgsin θ来计算，故A错误．

答案：D

2.如图2－3－16所示，ACB是一光滑的、足够长的、固定在竖直平面内的“∧”形框架，其中CA、CB边与竖直方向的夹角均为θ.P、Q两个轻质小环分别套在CA、CB上，两根细绳的一端分别系在P、Q环上，另一端和一绳套系在一起，结点为O.将质量为m的钩码挂在绳套上，OP、OQ两根细绳拉直后的长度分别用l₁、l₂表示，若l₁∶l₂＝2∶3，则两绳受到的拉力之比F₁∶F₂等于(　)

图2－3－16

A．1∶1　 　　B．2∶3 　　　C．3∶2　 　　D．4∶9　　　　　　　　

解析：系统最终将处于平衡状态，两个轻质小环P、Q分别受到两个力作用，一是框架对它们的支持力，垂直AC、BC边向外，二是细绳拉力，这两个力是平衡力．根据等腰三角形知识可知两细绳与水平方向的夹角相等，对结点O受力分析，其水平方向的合力为零，可得出两细绳受到的拉力相等，即F₁∶F₂等于1∶1，本题选A.注意题目中提到的“轻质小环”可以不计重力，绳子的长短并不能代表力的大小，要与力的平行四边形定则中的边长区别开来，力的平行四边形定则中边长的长与短代表着力的大小．

答案：A

1.2008年北京奥运会，我国运动员陈一冰勇夺吊环冠军，其中有一个高难度的动作就是先双手撑住吊环，然后身体下移，双臂缓慢张开到如图2－3－15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F_T(两个拉力大小相等)及它们的合力F的大小变化情况为(　)

图2－3－15

A．F_T增大，F不变　 　　B．F_T增大，F增大

C．F_T增大，F减小　 　　D．F_T减小，F不变　　　　　　　　　　　

解析：由平衡条件，合力F等于人的重力，F恒定不变；当两手间距离变大时，绳的拉力的夹角由零变大，由平行四边形定则知，F_T变大，A正确．

答案：A

12.

图2－2－27

如图2－2－27所示，A、B两物体叠放在水平地面上，已知A、B的质量分别均为m_A＝10 kg，m_B＝20 kg，A、B之间，B与地面之间的动摩擦因数均为μ＝0.5.一轻绳一端系住物体A，另一端系于墙上，绳与竖直方向的夹角为37°，今欲用外力将物体B匀速向右拉出，求所加水平力F的大小，并画出A、B的受力分析图．(取g＝10 m/s²，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)

解析：A、B的受力分析如右图所示

对A应用平衡条件

Tsin 37°＝Ff₁＝μFN₁①

Tcos 37°+FN₁＝m_Ag②

联立①、②两式可得：FN₁＝＝60 N

Ff₁＝μFN₁＝30 N

对B用平衡条件

F＝Ff₁′+Ff₂＝Ff₁′+μFN₂＝Ff₁+μ(FN₁+m_Bg)＝2Ff₁+μm_Bg＝160 N

答案：160 N　图见解析

11.

图2－2－26

如图2－2－26所示，在倾角为37°的固定斜面上静置一个质量为5 kg的物体，物体与斜面间的动摩擦因数为0.8.求：

(1)物体所受的摩擦力；(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)

(2)若用原长为10 cm，劲度系数为3.1×10³ N/m的弹簧沿斜面向上拉物体，使之向上匀速运动，则弹簧的最终长度是多少？(取g＝10 m/s²)

解析：

图a

(1)物体静止在斜面上受力分析如图a所示，则物体受到的静摩擦力F_f＝mgsin 37°

代入数据得F_f＝5×10×sin 37° N＝30 N，摩擦力方向为沿斜面向上

(2)当物体沿斜面向上被匀速拉动时，如图b所示，弹簧拉力设为F，伸长量为x，则F＝kx

图b

F＝mgsin 37°+F_滑

F_滑＝μmgcos 37°

弹簧最终长度l＝l₀+x，由以上方程解得l＝12 cm.

答案：(1)30 N，方向沿斜面向上

(2)12 cm

10.

图2－2－25

(2010·湖北省“三校联合体”联考)如图2－2－25所示，一质量为M、倾角为θ的斜面体放在水平地面上，质量为m的小木块(可视为质点)放在斜面上，现一平行于斜面的、大小恒定的拉力F作用于小木块，拉力在斜面所在的平面内绕小木块旋转一周的过程中，斜面体和小木块始终保持静止状态．下列说法中正确的是(　)

A．小木块受到斜面的最大静摩擦力为

B．小木块受到斜面的最大静摩擦力为F+mgsin θ

C．斜面体受到地面的最大静摩擦力为F

D．斜面体受到地面的最大静摩擦力为Fcos θ

解析：由于小木块始终保持静止，因此在斜面上，小木块沿斜面方向受到的拉力、静摩擦力及重力沿斜面向下的分力三者平衡，因此当F沿斜面向上时静摩擦力最大，为F+mgsin θ，对小木块和斜面体两者的整体分析，当F水平时，斜面体受到地面的静摩擦力最大为F.

答案：BC