


2022年高考物理一轮复习专题03相互作用---力(2)
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练习
一、单选题,共14小题
1.水平地面上的物体在斜向上的拉力作用下匀速运动.则拉力与摩擦力的合力的方向一定
A.竖直向上 B.斜向右上方
C.斜向左上方 D.水平向右
2.某一物体受到下列几组共点力作用时,关于其合力说法正确的是( )
A.大小分别等于8N和12N两个力的合力大小范围是8~12N
B.大小分别等于1N、5N和5N三个力的合力大小范围是1~11N
C.大小分别等于3N、5N和7N三个力不可能让物体处于平衡状态
D.大小分别等于3N、3N和5N三个力互成120°角时的合力大小为2N
3.质量均为m的木块A、B放在水平面上,如图所示,现用大小相等方向相反的两个水平推力F分别作用在A、B上,A、B均保持静止不动。则( )
A.A与B之间一定存在摩擦力
B.B与地面之间一定存在摩擦力
C.B对A的支持力一定等于mg
D.地面对B的支持力大小一定等于2mg
4.一个鸡蛋放在一块海绵上,处于静止状态,下列说法正确的是( )
A.海绵受到鸡蛋的压力就是鸡蛋的重力
B.海绵受到鸡蛋的压力是因为海绵的形变产生的
C.海绵受到鸡蛋的压力是因为鸡蛋的形变产生的
D.海绵对鸡蛋的支持力与鸡蛋对海绵的压力是一对平衡力
5.如图所示,均匀球体静置于竖直墙壁与直板间,所有接触面均不计摩擦,现让直板绕墙壁上的铰链O点缓慢顺时针转至水平位置,此过程中,球体对墙壁弹力大小、对直板弹力大小的变化情况是( )
A.、均增大 B.、均减小
C.增大、减小 D.减小、增大
6.如图所示,三角块B放在斜面体A上,轻弹簧一端连接三角块B,另一端连接在天花板上,轻弹簧轴线竖直,斜面的倾角为30°,若A的质量为1kg,B的质量为0.5kg,地面对A的支持力大小为20N,重力加速度为10m/s2,则A对B的摩擦力大小为( )
A.0 B. C.5N D.
7.如图,物体A靠在竖直墙面上,在竖直向上的力F作用下,A、B保持静止,以下说法正确的是( )
A.墙壁对A有弹力作用 B.墙壁对A有摩擦力作用
C.B可能只受两个力作用 D.A对B有摩擦力作用
8.为了让乘客乘车更为舒适,某探究小组设计了一种新的交通工具,如图所示,乘客的座椅能随着道路坡度的变化而自动调整,使座椅始终保持水平。当此车加速上坡时,关于盘腿坐在座椅上的一位乘客,下列说法正确的是( )
A.受到水平向右的摩擦力作用
B.不受摩擦力的作用
C.处于失重状态
D.所受力的合力竖直向上
9.如图所示,斜面的倾角为,物体与斜面间的滑动摩擦因数为,物体刚好沿斜面下滑,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,下列关系式正确的是( )
A. B. C. D.
10.如图所示,轻绳两端分别与A、C两物体相连接,mA=2kg,mB=3kg,mC=4kg,物体A、B、C之间及C与地面间的动摩擦因数均为μ=0.1,轻绳与滑轮间的摩擦可忽略不计。最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力,若要用力将C物体拉动,则作用在C物体上水平向左的拉力最小为(取g=10m/s2)( )
A.9N B.11N C.13N D.15N
11.如图,用一根轻绳将一副重为16N的画框对称地竖直悬挂在墙壁光滑钉子上,画框上两个挂钉间距为0.6m。已知绳能承受的最大拉力为10N,要使绳子不会被拉断,绳子的最短长度是( )
A.0.6m B.0.8m C.1.0m D.1.2m
12.一条细线的一端与水平地面上的物体B相连,另一端绕过一轻质定滑轮与小球A相连,定滑轮用另一条细线固定在天花板上的O′点,细线与竖直方向所成的夹角为α,则下列说法正确的是( )
A.如果将物体B在水平地面上缓慢向右移动一小段距离,α角将不变
B.如果将物体B在水平地面上缓慢向右移动一小段距离,α角将减小
C.增大小球A的质量,若B仍保持不动,α角不变
D.悬挂定滑轮的细线的弹力可能等于小球A的重力
13.如图所示,楔形物块a固定在水平地面上,在其斜面上静止着小物块b.现用大小一定的力F分别沿不同方向作用在小物块b上,小物块b仍保持静止,则a、b之间的静摩擦力一定增大的是( )
A. B.
C. D.
14.如图所示,竖直绝缘墙上距O点处固定一带电量Q的小球A,将另一带等量同种电荷、质量为m的小球B用长为的轻质绝缘丝线悬挂在O点,A、B间用一劲度系数为k′原长为的绝缘轻质弹簧相连,静止时,A、B间的距离恰好也为,A、B均可看成质点,以下说法正确的是( )
A.A、B间库仑力的大小等于mg
B.A、B间弹簧的弹力大小等于k′
C.若将B的带电量减半,同时将B球的质量变为4m,A、B间的距离将变为
D.若将A、B的带电量均减半,同时将B球的质量变为,A、B间的距离将变为
二、多选题,共6小题
15.将一个F=10N的力分解为两个分力,如果已知其中一个不为零的分力F1方向与F成30°角,则关于另一个分力F2,下列说法正确的是( )
A. F2的方向可能与F平行 B. F2的大小可能小于5N
C. F2的大小可能大于5N D. F2的方向与F1垂直时F2最小
16.小明站在匀速运动的自动扶梯上,如图所示。关于小明受力情况的说法中,正确的是( )
A.小明受到三个力的作用,即重力、弹力、摩擦力
B.小明所受的弹力等于重力
C.小明所受的摩擦力为零
D.小明所受的合力沿扶梯向上
17.如图所示,不计质量的光滑小滑轮悬挂于墙上0点,跨过滑轮的细绳连接物块A、B,物块A 悬于空中,物块B位于水平面上,且物块A、B均处于静止状态.已知物块A的质量 mA=0.1 kg、物块B的质量mB=0.4 kg, θ=600,g=10m/s2,下列说法中正确的是
A.物块A对细绳的拉力F T =1N
B.地面对B的弹力FN=3N
C.B于水平面间的摩擦力Ft= N
D.B与水平面间的动摩擦因数μ=
18.城市路灯、无轨电车的供电线路等,经常采用三角形的结构悬挂,如图所示为这类结构的一种简化模型。图中硬杆可绕通过点且垂直于纸面的轴转动,钢索和杆的重力均忽略不计。已知始终水平,与的夹角为,所悬挂物体的质量为,则以下说法中正确的是( )
A.钢索对点的拉力为
B.杆对点的支持力为
C.点距点的距离越近,杆对点的支持力越大
D.无论增大还是减小、两点间的距离,对点的拉力与杆对点的支持力的合力始终保持不变
19.如图所示,斜面体固定在水平地面上,一物块静止在斜面上,物块上端连接一轻弹簧,现用沿斜面向上、大小为F=kt的拉力拉轻弹簧的上端,则弹簧的弹力F′、物块受到的摩擦力f随时间变化的图象正确的是( )(时间足够长,斜面足够长,物块与斜面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力)
A. B.
C. D.
20.如图甲所示,在静水中,当风的方向与无自带动力帆船的目标航向(图中由A指向B)一致时,只需将帆面与船身垂直安放,则帆船能沿直线顺利到达目标位置B;如图乙所示,在静水中,当风的方向与无自带动力帆船的目标航向(图中由A指向B)相反时,若调整船身和帆面的位置使帆面与船身的夹角为φ,帆船也可以逆风到达目标位置B,例如,帆船可先到达C再到达目标位置B。帆船能沿AC段运动的动力来源可简化解释为:风以某一角度α吹到帆面上,碰撞后弹出的角度也是α,碰撞前、后的风速大小相同。风与帆面的碰撞导致风对帆面施加了一个垂直于帆面的冲量,使帆船受到了一个方向与帆面垂直的压力F,这个压力沿船身方向及垂直于船身方向的分力分别为F1和F2,F1就是船沿AC航线前进的动力(其大小与风速v的平方成正比),F2则有使船侧向漂移的作用,可以认为该力被水对船的横向阻力平衡,不考虑帆船行进过程中帆的弯曲。设风的密度为ρ,帆的面积为S,风速远大于船速。结合以上解释和所学的物理知识,下列说法中正确的是( )
A.帆船前进的动力的大小为2ρSv2sinα·sinj
B.水对船横向阻力的大小为2ρSv2sinα·cosj
C.其他条件相同时,如果仅增大帆的面积,帆船可以获得更大的动力
D.其他条件相同时,如果仅升高空气的温度,帆船可以获得更大的动力
E.只要条件合适,无自带动力帆船的速度可能大于风的速度
F.当φ角取0时,不管α角取多少,F1的大小均为0
三、填空题,共4小题
21.瓶子被握在手中,瓶口朝上,悬空处于静止状态。当增大握力时,瓶子受到的摩擦力大小将__________。(填“不变”,“增大”或“减小”)
22.如图所示,物体重,物体重,所有接触面之间的滑动摩擦系数均为,物体与通过无摩擦的定滑轮用细绳相连,要使物体匀速滑动,细绳对的拉力____________,作用在上的力____________.
23.如图所示,三块完全相同的磁铁套在固定于水平面的光滑竖直杆上.相邻磁铁间同名磁极相对.平衡后AB都悬浮在空中,则此时磁铁间的距离满足h1______h2(选填“>”、“<”或“=”).用手缓慢下压A磁铁,忽略AC之间的作用,则磁铁之间因为相互作用力而产生的势能将________(选填“增大”、“减小”或“不变”).
24.如图所示细线的上端系在墙上的A点,下端连一光滑小球B(视为质点),圆柱体静置于粗糙水平地面上细线恰好与圆柱体相切于B。现对圆柱体施加一水平向右的拉力,使之沿地面缓慢向右移动,直至小球B到达C点则在该过程中,细线的拉力__________,地面对圆柱体的支持力__________。(填“增大”、“减小”或“不变”)
四、解答题,共12小题
25.如图所示,小明用与水平方向成θ角的轻绳拉木箱,木箱沿水平面做匀速直线运动,此时绳的拉力为F,则木箱所受地面的摩擦力为多大?
26.右图所示,ABC为一直角劈形物体,将其卡于孔中,劈的斜面AB=10 cm,直角边AC=2 cm.当用F=100 N的力沿水平方向推劈时,求劈的上侧面和下侧面产生的推力.
27.如图所示,A物体的质量为2kg,B物体的质量为5kg,它们之间通过细绳、滑轮和弹簧秤相连接.不计弹簧秤的质量及绳和滑轮之间的摩擦.当弹簧秤的读数为15N时,求:(取g=10m/s2)
(1)物体A对桌面的压力大小;
(2)地面对物体B的支持力大小.
28.如图所示,水平地面上固定一个截面为半圆的柱状物体A, A与墙之间再放一光滑圆球B, 整个装置处于静止状态。已知B物体的质量为m,光滑圆球B同半圆的柱状A物体半径均为r,已知A的圆心到墙角距离为2r,重力加速度为g。求:
(1)B物体受到墙壁的弹力大小;
(2)A与B间的弹力多大?
29.如图甲所示,A、B两个质量均为m的物体叠放在水平面上,B的上下表面均水平,A物体与一拉力传感器相连接,连接拉力传感器和物体A的细绳保持水平。从t=0时刻起,用一水平向右且F=kt作用在B物体上,且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。A与B,B与水平面间的动摩擦因数均为μ。
(1)求B与地面间的最大静摩擦力大小;
(2)一段时间Δt后,A、B会相对滑动,求Δt和此时A、B间摩擦力的大小;
(3)请画出拉力传感器的示数随时间t变化的图像。
30.如图所示,在倾角的斜面上,质量m=1kg的物体恰好可以沿斜面匀速下滑。现加一水平向左的力F作用在物体上使物体沿斜面匀速上滑,重力加速度g=10m/2,求:
(1)物体与斜面间的动摩擦因数;
(2)水平力F的大小。
31.如图所示,把球夹在竖直墙面和木板之间,不计摩擦,球对墙的压力为,球对木板的压力为,在将木板逐渐放至水平的过程中,和如何变化?
32.一个质量为2.0kg的物块,受到如图所示的拉力作用,物块在水平面上保持静止,已知F=15N,拉力F与水平方向的夹角为37°(sin37°=0.6,cos37°=0.8,取g=10m/s2).求:
(1)力F沿水平方向分力F1的大小;
(2)力F沿竖直方向分力F2的大小;
(3)物块受到的支持力N的大小.
33.如图为特种兵过山谷的简化示意图。将一根不可伸长的细绳两端固定在相距d=20m的A、B两等高点。绳上挂一小滑轮P,战士们相互配合,沿着绳子滑到对面。如图所示,战士甲(图中未画出)用水平力F拉住滑轮,质量为50kg的战士乙吊在滑轮上,脚离地,处于静止状态,此时AP竖直,∠APB=53°。然后战士甲将滑轮释放。不计滑轮摩擦及空气阻力。(取g=10m/s2,sin53o=0.8,cos53o=0.6)求:
(1)战士甲释放滑轮前水平拉力F的大小;
(2)战士乙运动过程中的最大速度;
(3)如果增加细绳的长度,战士甲的水平拉力F将如何变化?简述理由。
34.如图所示的机械装置,放在两固定斜面上的甲、乙两物块质量分别为1.5kg和1kg,甲、乙两物块被绕过3个滑轮的轻绳连接起来。甲、乙两物块与斜面间的动摩擦因数分别为0.8和,若不计滑轮质量,不计滑轮与轻绳之间的摩擦,物块与斜面间的滑动摩擦力与最大静摩擦力大小相等,重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6。现用力F向下拉最下面的滑轮,求
(1)当F=12N时,甲物块与斜面之间的摩擦力大小;
(2)要使甲、乙两物块均保持静止,F的取值范围。
35.如图,质量为M=2.5kg的一只长方体形空铁箱在水平拉力F作用下沿水平面向右匀加速运动,铁箱与水平面间的动摩擦因数μ1为0.3。这时铁箱内一个质量为m=0.5kg的木块恰好能静止在后壁上、木块与铁箱内壁间的动摩擦因数μ2为0.25。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取10m/s2。求:
(1)木块对铁箱的作用力大小;
(2)铁箱和木块一起运动的加速度;
(3)水平拉力F的大小;
36.如图所示,用三根轻绳将质量均为m的A、B两小球以及水平天花板上的固定点O之间两两连接,然后用一水平方向的力F作用于A球上,此时三根轻绳均处于直线状态,且OB绳恰好处于竖直方向,两球均处于静止状态,轻绳OA与AB垂直且长度之比为3:4.试计算:
(1)OA绳拉力及F的大小?
(2)保持力F大小方向不变,剪断绳OA,稳定后重新平衡,求此时绳OB及绳AB拉力的大小和方向.(绳OB、AB拉力的方向用它们与竖直方向夹角的正切值表达)
(3)欲使绳OB重新竖直,需在球B上施加一个力,求这个力的最小值和方向.
参考答案
1.A
【详解】
物体受四个力:重力G,竖直向下,拉力F,斜向上方,支持力N,竖直向上;摩擦力f,水平向左,物体做匀速直线运动,所以,四力平衡;重力G与支持力的合力方向竖直向下,由三力平衡条件:任意两力之和与第三力大小相等,方向相反,可知拉力F、摩擦力f的合力方向和重力G与支持力的合力方向相反,即竖直向上,故A正确,B、C、D错误;
故选A.
【点睛】
关键是对物体进行正确的受力分析.三力平衡,任意两力之和与第三力大小相等,方向相反.
2.D
【详解】
A.大小分别等于8N和12N两个力的合力大小范围是4~20N,选项A错误;
B.大小分别等于1N、5N和5N三个力的合力最小值为零,则大小范围是0~11N,选项B错误;
C.大小分别等于3N、5N的合力范围为2~8N, 7N在合力范围之内,则三个力可能让物体处于平衡状态,选项C错误;
D.大小分别等于3N、3N的两个力互成120°角时的合力大小为3N,方向与5N的力相反,则合力为2N,选项D正确。
故选D。
3.D
【详解】
A.以A为研究对象,受重力mg、推力F、支持力FN,当这三个力的合力为零时,A、B间没有摩擦力,否则会有摩擦力,A错误;
BD.把A、B视为一整体,进行受力分析,水平方向整体受两个推力F,竖直方向重力2mg,地面对AB的支持力,水平方向两推力恰好平衡,故B与地面间没有摩擦力,地面对B的支持力等于2m g,B错误,D正确;
C.B对A的支持力无法求出,C错误。
故选D。
4.C
【详解】
试题分析:鸡蛋静止时,海绵受到鸡蛋的压力大小等于鸡蛋的重力,两个力的施力物体和产生的原因都不同,不能说海绵受到鸡蛋的压力就是鸡蛋的重力,故A错误;海绵受到鸡蛋的压力是因为鸡蛋产生形变,要恢复原状而对海绵产生的弹力,故B错误,C正确;海绵对鸡蛋的支持力与鸡蛋对海绵的压力是一对作用力与反作用力,不是对平衡力,故D错误.
考点:弹力产生的原因,作用力与反作用力个一对平衡力的区别
5.B
【详解】
对均匀球体进行受力分析,将mg、合成如图,设直板与水平方向的夹角为θ,则
,
直板绕墙壁上的铰链O点缓慢顺时针转至水平位置过程中,θ减小,所以、均减小;据牛顿第三定律知,球体对墙壁弹力大小、对直板弹力大小均减小;故B项正确,ACD三项错误。
6.C
【详解】
对整体研究,根据平衡条件得:
GA+GB+F弹=N地,
解得轻弹簧向下压力大小为:
F弹=20N-15N=5N,
对三角块B研究,沿斜面方向由平衡条件得:
f=(F弹+mBg)sinθ
解得:f=5N.
A. 0与计算结果不相符;故A项错误.
B. 2.5N与计算结果不相符;故B项错误.
C. 5N与计算结果相符;故C项正确.
D.与计算结果不相符;故D项错误.
7.D
【解析】
【详解】
先对AB整体受力分析,由平衡条件知,竖直方向:F=GA+GB,水平方向,不受力,所以墙面无弹力,故AB错误;隔离A物体,必受重力、B对A的弹力和摩擦力作用,受三个力,故D正确;隔离B物体,受受重力、A对B的弹力和摩擦力、外力F四个力作用,故C错误。所以D正确,ABC错误。
8.A
【详解】
AB.当此车加速上坡时,整体的加速度沿斜面向上,故乘客的加速度沿斜面向上。对乘客进行受力分析,乘客受重力、支持力,由于乘客有水平向右的分加速度,所以受到向前(水平向右)的摩擦力作用,所以A正确;B错误;
C.当此车加速上坡时,整体的加速度沿斜面向上,乘客具有向上的分加速度,所以根据牛顿运动定律可知乘客处于超重状态,所以C错误;
D.因为加速度方向沿斜面向上,可知乘客所受的合力沿斜面向上,所以D错误;
故选A。
9.C
【详解】
对物体受力分析,把重力分别沿着斜面和垂直于斜面方向分解,由力的平衡可得
则有
物体刚好沿斜面下滑,重力沿斜面向下的分力等于滑动摩擦力
综合可得
所以C项正确;ABD项错误;
故选C。
10.C
【详解】
A、B间最大静摩擦力
N
B、C间最大静摩擦力
C、地面间最大静摩擦力
由于fA
对B、C整体
F=fA+fC+T
得到
F=13N
故选C。
11.C
【详解】
对画(含画框)受力分析图,如图所示
受到重力mg和两个大小相等的细绳拉力F的作用而处于静止状态,当F=Fmax=10N时,对应于细绳不被拉断的最小长度x
由平衡条件有,两个大小相等的细绳拉力F的合力为F合=mg=16N
由相似三角形的相似比有
其中l=0.6m,解得x=1.0m,故C正确,ABD错误。
故选C。
12.C
【详解】
AB.OA与OB两段细线上的弹力都等于小球A的重力,其合力与悬挂定滑轮的细线的弹力大小相等、方向相反,悬挂定滑轮的细线的弹力方向(即OO′的方向)与AOB的角平分线在一条直线上,物体B在地板上向右移动时α角将增大,AB错误;
C.增大小球A的质量,只要物体B的位置不变,α角也不变,C正确;
D.物体B无论在地板上移动多远,AOB也不可能达到120°,故悬挂定滑轮的细线的弹力不可能等于小球A的重力,D错误。
故选C。
13.A
【详解】
不加力F时,对物块进行受力分析,将重力分解,
根据平衡条件得出:.
A、受力如图,则,故摩擦力一定增大.
B、如果,,则摩擦力变小.
如果,,由于不知道F的大小,所以摩擦力变化不确定,f可能增大,可能减小,也可能大小不变.
C与B相似,摩擦力变化不确定,f可能增大,可能减小,也可能大小不变.
D、力图:根据平衡条件得出:,故摩擦力不变.
故选A.
14.D
【详解】
A.对小球受力分析如图;小球受弹簧的弹力与B所受的库仑力的合力(F库+F弹)沿AB斜向上,由几何关系以及平衡条件可知
F库+F弹=mg
则
F库= mg -F弹
选项A错误;
B.A、B间弹簧的弹力大小等于
选项B错误;
C.若将B的带电量减半,A、B间的距离将变为,则库仑力变为2F库,则弹力和库仑力的合力为
则由相似三角形关系可知
而
解得
选项C错误;
D.若将A、B的带电量都减半,A、B间的距离将变为,则库仑力仍F库,则弹力和库仑力的合力为
则由相似三角形关系可知
而
解得
即
选项D正确;
故选D。
15.CD
【详解】
A.如果F2的方向与F平行,则F1的方向也与F平行,这显然不符合题意,所以可知F2的方向不可能与F平行.故A错误;
BCD.当F2的方向与F1的方向垂直时,F2具有最小值F2min=Fsin30°=5N,所以F2的大小不可能小于5N.故B错误,CD正确.
16.BC
【详解】
人随扶梯斜向上匀速运动,处于平衡状态,合力为零,对人受力分析,受到重力mg、支持力N,假设有静摩擦力f,设为向右,根据共点力平衡条件,有:
N=mg
f=0
即人不受摩擦力。故选BC。
17.AC
【分析】
对A和B分别受力分析,然后运用共点力平衡条件结合正交分解法进行求解.
【详解】
对物体A受力分析,受到重力和细线的拉力,根据平衡条件,拉力等于物体A的重力,即F T =mAg=1N,故A正确;对物体B受力分析,受重力、支持力、拉力和向后的静摩擦力,如图所示:
根据共点力平衡条件,有FTsin600=Ff,FN+FTcos600=mBg,代入数据解得:,,故B错误,C正确;因为B受到的是静摩擦力,所以无法求B与水平面间的动摩擦因数,故D错误.所以AC正确,BD错误.
【点睛】
本题关键是分别对物体A、物体B受力分析,然后根据共点力平衡条件结合正交分解法求解.
18.ACD
【详解】
AB.可绕通过点且垂直于纸面的轴转动,则杆对的支持力沿杆向外。由受力平衡,对有,竖直方向和水平方向分别有
,
得
,
故A正确,B错误;
C.点距点的距离越近时,越小,由AB选项分析可得,杆对点的支持力就越大,C正确;
D.点合力为,不论增大还是减小点与点距离,对点拉力与杆对点支持力的合力始终与重物的重力等大反向,D正确。
故选ACD。
19.AD
【详解】
AB.弹簧的弹力始终等于拉力F,即F′=kt,故A正确,B错误;
CD.物块开始受到的是静摩擦力,且大小为mgsin α,方向向上,在拉力F增大的过程中,静摩擦力的大小变化满足
F+Ff=mgsin α
随着F的增大,静摩擦力先向上均匀减小到零,再向下均匀增大,当增大到等于最大静摩擦力时,再增大拉力,摩擦力变为滑动摩擦力,大小就保持恒定,故C错误,D正确。
故选AD。
20.ABCEF
【详解】
AB.根据风与帆面的夹角为α可知,风垂直于帆面的速度为vsinα,垂直于帆面的方向根据动量定理有
在时间t内的风的质量为
帆船受到的力F为
故帆船前进的动力大小为
F2被水对船的横向阻力平衡,可得水对船的横向阻力大小为
AB正确;
CD.帆船前进的动力为
其他条件不变时,如果仅增大帆船的面积S,帆船的动力会增大,帆船的动力大小与温度无关,C正确,D错误;
E.在动力F1的作用下,经过足够长时间,帆船的速度可能大于风的速度,E正确;
F.据AB解析的计算过程可知,当φ取0时,sinφ=0,不管α角取多少,F1的大小均为0,F正确。
故选ABCEF。
21.不变
【详解】
[1]瓶子处于平衡状态,则所受的重力与摩擦力等大反向,则当增加握力时,瓶子受到的摩擦力大小不变。
22.15
【解析】
以为研究对象,则受重力、支持力、绳子的拉力及的摩擦力;水平方向有:;对整体进行受力分析,则有:,代入数据,联立解得: .
23.> 增大
【解析】
【详解】
对A受力分析,受重力和B的排斥力F1,根据平衡条件,有:F1=mg;对B受力分析,受重力,A对其向下的排斥力F′1,C对其向上的排斥力F2,根据平衡条件,有:mg+F′1=F2;根据牛顿第三定律,有:F1=F′1;故F2>F1,由于间距越小斥力越大,故h1>h2;向下压系统,对系统做正功,故系统储存的势能增加;
【点睛】
本题关键是受力分析后根据平衡条件列式,再比较斥力的大小;对于势能,外力对其做正功,势能增加.
24.减小 增大
【详解】
[1][2]小球B的受力情况如图所示
根据正弦定理
圆柱体沿地面缓慢向右移动,则B缓慢沿弧面上移的过程中,细线与竖直方向的夹角增大,圆柱体对小球的支持力与竖直向上方向的夹角θ减小,细线的拉力与圆柱体的支持力之间的夹角减小,结合
故圆柱体对小球的支持力N增大,结合几何知识知拉力T在减小。
B对圆柱体的压力N′(N′与N大小相等)的竖直分力大小
Ny=N′cosθ
当θ减小时Ny增大,使得地面对圆柱体的支持力增大。
25.f=Fcosθ
【详解】
木箱做匀速直线运动,则满足水平方向受力平衡,则f=Fcosθ,即木箱所受地面的摩擦力为Fcosθ.
26.上侧面推力500N;下侧面推力200N.
【详解】
试题分析:对斜面体受力分析,受水平方向向右的推力F=100N;上侧面对斜面体的推力F1,下侧面对斜面体的推力F2,如图所示.
则F1=
F2=
考点:共点力的合成,正交分解.
27.(1)物体A对桌面的压力大小为5N;(2)地面对物体B的支持力大小35N.
【分析】
由物体B静止,根据平衡条件求出地面对B的支持力.以A为研究对象,根据平衡条件求出桌面对A的作用力的大小.
【详解】
当弹簧秤的读数为15N时,绳子对物体A和物体B的拉力都为15N,则:
(1)以A为研究对象,得到F+FN=MAg,得到FN=MAg﹣F=20N﹣15N=5N.
(2)以B为研究对象,N+F=MBg,得:N=50N﹣15N=35N
【点睛】
本题采用的是隔离法.当物体处于平衡状态时,采用隔离都可以求解.当几个物体都处于平衡状态时,也可以采用整体法.
28.(1);(2)
【详解】
(1)(2)对B受力分析
由几何关系
解得
由平衡条件得
解得B物体受到墙壁的弹力大小为
29.(1);(2),;(3)
【详解】
(1)对A、B整体分析可知,B对地面的压力大小为
由题意可知B与地面间的最大静摩擦力为
(2)一段时间Δt后,A、B发生相对滑动,此时A、B间的滑动摩擦力的大小为
对B分析可知
解得
(3)对A分析可知,时刻以后,拉力传感器的示数恒定,为
假设t1时刻前,外力F与地面对B的摩擦力平衡,此过程传感器上无示数,则有
解得
由于,易知在期间,随时间t线性增大,拉力传感器的示数随时间t变化的图像如图所示。
30.(1);(2)
【详解】
(1)滑块匀速下滑时受力分析如图
代入数据得
(2)施加外力F后,对滑块受力分析如图
代入数据得
31.和都减小
【详解】
以小球的重力为合力,产生的效果是给墙的压力和给木板的压力。重力的方向始终向下,给墙的压力始终垂直于墙面,给板的压力方向在随着板的逐渐移动而变化,因此属于一个动态变化过程。动态变化如下图,当木板逐渐放到水平的过程中,给板的压力方向也就逐渐变成竖直方向,由图可以看出和都在减小。
32.(1)F1=12N (2)F2=9N (3)N=11N
【解析】
【详解】
以物块为研究对象,进行受力分析,受到重力、支持力、拉力和滑动摩擦力的作用.
(1)力F沿水平方向分力F1=Fcosθ=15×0.8N=12N
(2)力F沿竖直方向分力F2=Fsinθ=15×0.6N=9N
(3)竖直方向根据共点力的平衡条件可得:N+F2=mg
解得:N=mg-F2=20N-9N=11N.
【点睛】
本题主要是考查了共点力的平衡问题,解答此类问题的一般步骤是:确定研究对象、进行受力分析、利用平行四边形法则进行力的合成或者是正交分解法进行力的分解,然后在坐标轴上建立平衡方程进行解答.
33.(1)250N;(2)6.81m/s;(3)F变小,理由见解析
【详解】
(1)受力分析如图
根据共点力平衡条件得到
联立以上等式代入数据解得
(2)根据机械能守恒定律,运动到最低处时重力势能最小,动能最大,即速度最大。
依题得
,
又因为
所以是正三角形,在AB水平线下方处。
以为零势能面,根据机械能守恒定律得
有几何关系可得
因此有
代入数据得最大速度为
(3)如果增加细绳的长度,变小,因为
所以,变小。
34.(1);(2)
【详解】
(1)甲、乙两物块重力沿斜面向下分力
,
甲物块与斜面间的最大静摩擦力
乙物块与斜面间的最大静摩擦力
由分析可知,当F=12N时,甲、乙两物块均保持静止,此时
(2)甲、乙两物块重力沿斜面向下分力均小于与斜面间的最大静摩擦力,拉力的最小值
甲物块将沿斜面向上运动满足
乙物块将沿斜面向上运动满足
由此可知乙先达到最大静摩擦力,故
解得
所以,要使甲、乙两物块均保持静止,F的取值范围为
35.(1);(2);(3)
【详解】
(1)木块恰好与铁箱一起沿水平面向右匀加速运动,对木块进行受力分析:
竖直方向上受重力与最大静摩擦力,二力平衡
水平方向受弹力
铁箱对木块的作用力大小为
由牛顿第三定律得,木块对铁箱的作用力大小为
(2)根据牛顿第二定律,对木块分析,有
(3)根据牛顿第二定律,对整体分析,有
解得
36.(1) (2) ,tanθ1= ;,tanθ2= (3),水平向左
【详解】
(1)OB竖直,则AB拉力为0,小球A三力平衡,设OB拉力为T,与竖直方向夹角为θ,则T=mg/cosθ=mg,F=mgtanθ=mg
(2)剪断OA绳,保持F不变,最后稳定后,设OB的拉力为T1,与竖直方向夹角为θ1,AB拉力为T2,与竖直方向夹角为θ2,以球A、球B为整体,可得T1x=F=mg;T1y=2mg;
解得:T1=mg;tanθ1=;
单独研究球A,T2x=F=mg;T2y=mg;
解得:T2=mg,tanθ2=
(3)对球B施加一个力FB使OB重新竖直,当FB水平向左且等于力F时是最小值,即FB=F=mg,水平向左
【点睛】
本题采用整体和隔离法相结合进行分析,关键先对B球受力分析,得到AB绳子的拉力为零,然后对A球受力分析,根据平衡条件并运用平行四边形法则求解未知力.
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