1.(單選)如圖1所示,在繩下端掛一物體,用力f拉物體使懸線偏離豎直方向的夾角為α,且保持其平衡.保持α不變,當拉力f有最小值時,f與水平方向的夾角β應是
a.0bcd.2α
解析由題圖可知當f與傾斜繩子垂直時具有最小值,所以β=α.
答案 c
2.(多選)如圖2甲所示,一物塊在粗糙斜面上,在平行斜面向上的外力f作用下,斜面和物塊始終處於靜止狀態.當外力f按照圖乙所示規律變化時,下列說法正確的是
圖2a.地面對斜面的摩擦力逐漸減小
b.地面對斜面的摩擦力逐漸增大
c.物塊對斜面的摩擦力可能一直增大
d.物塊對斜面的摩擦力可能一直減小
解析設斜面的傾角為θ,物塊和斜面均處於平衡狀態,以物塊和斜面作為整體研究,在水平方向上有ff=fcos θ,外力不斷減小,故地面對斜面的摩擦力不斷減小,故a正確、b錯誤.對於物塊m,沿斜面方向:(1)若f0>
mgsin θ,隨外力f不斷減小,斜面對物塊的摩擦力先沿斜面向下減小為零,再沿斜面向上逐漸增大;(2)若f0≤mgsin θ,隨外力f不斷減小,斜面對物塊的摩擦力沿斜面向上不斷增大,故c正確、d錯誤.
答案 ac
3.(單選)如圖3所示,光滑斜面的傾角為30°,輕繩通過兩個滑輪與a相連,輕繩的另一端固定於天花板上,不計輕繩與滑輪的摩擦.物塊a的質量為m,不計滑輪的質量,掛上物塊b後,當動滑輪兩邊輕繩的夾角為90°時,a、b恰能保持靜止,則物塊b的質量為
a. mb. mc.md.2m
解析先以a為研究物件,由a物塊受力及平衡條件可得繩中張力ft=
mgsin 30°.再以動滑輪為研究物件,分析其受力並由平衡條件有mbg=
2ftcos 45°=ft,解得mb=m,a正確.
答案 a
4.(單選)如圖4所示,質量為m的球放在傾角為α的光滑斜面上,用擋板ao將球擋住,使球處於靜止狀態,若擋板與斜面間的夾角為β,則
a.當β=30°時,擋板ao所受壓力最小,最小值
為mgsin α
b.當β=60°時,擋板ao所受壓力最小,最小值為mgcos α
c.當β=60°時,擋板ao所受壓力最小,最小值為mgsin α
d.當β=90°時,擋板ao所受壓力最小,最小值為mgsin α
解析以球為研究物件,球所受重力產生的效果有兩個:對斜面產生的壓力fn1、對擋板產生的壓力fn2,根據重力產生的效果將重力分解,如圖所示.當擋板與斜面的夾角β由圖示位置變化時,fn1大小改變但方向不變,始終與斜面垂直,fn2的大小和方向均改變,由圖可看出當擋板ao與斜面垂直,即β=90°時,擋板ao所受壓力最小,最小壓力fn2min=mgsin α,d項正確.
答案 d
5.(單選)如圖5所示,三根長度均為l的輕繩分別連線於c、d兩點,a、b兩端被懸掛在水平天花板上,相距為2l.現在c點上懸掛乙個質量為m的重物,為使cd繩保持水平,在d點上可施加的力的最小值為
a.mg b. mg c. mg d. mg
解析如圖所示,對c點進行受力分析,由平衡條件可知,繩cd對c點的拉力fcd=mgtan 30°;對d點進行受力分析,繩cd對d點的拉力f2=fcd=mgtan 30°,f1方向一定,則當f3垂直於繩bd時,f3最小,由幾何關係可知,f3=f2sin 60°=mg.
答案 c
6.如圖6所示,兩個完全相同的球,重力大小均為g,兩球與水平地面間的動摩擦因數都為μ,且假設最大靜摩擦力等於滑動摩擦力,一根輕繩兩端固結在兩個球上,在繩的中點施加乙個豎直向上的拉力,當繩被拉直後,兩段繩間的夾角為α.問當f至少為多大時,兩球將會發生滑動?
解析對結點o受力分析如圖(a)所示,由平衡條件得:
f1=f2=
對任一球(如右球)受力分析如圖(b)所示,球發生滑動的臨界條件是:
f2′sin=μfn.
又f2′cos+fn=
聯立解得:f=.答案
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