2019-2020学年江西省南昌二中高一(上)期中物理试卷 (含答案解析)
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2019-2020学年江西省南昌二中高一(上)期中物理试卷
一、单选题(本大题共8小题,共32.0分)
1.关于牛顿第一定律,下列说法正确的是()
A. 物体不受外力作用时,一定处于静止状态
B. 物体不受外力作用时,总是保持原来的匀速直线运动状态或静止状态
C. 牛顿第一定律表明,物体只有在受外力作用时才具有惯性
D. 牛顿第一定律表明,物体只有在静止或做匀速直线运动时才具有惯性
2.关于惯性和牛顿第三定律的理解,下列说法正确的是()
A. “嫦娥一号”卫星在地球上的惯性与它绕月球飞行时的惯性是不相同的(燃料消耗忽略不计)
B. 作用力和反作用力同时产生,同时消失,不同时变化
C. 各种机床和发电机的底座做得很笨重,目的是增大惯性
D. 两物体只有处于相对静止时,它们之间的作用力和反作用力的大小
才相等
3.一物体自t=0时开始做直线运动,其速度图线如图所示。
下列选项正确
的是()
A. 在0~6s内,物体离出发点最远为30m
B. 在0~6s内,物体经过的路程为35m
C. 在0~6s内,物体的平均速率为5m/s
D. 在4~6内,物体做匀变速直线运动,加速度大小为10m/s2
4.如图所示,质量为m的物块静止在倾角为θ的斜面上,斜面静止在地
面上.重力加速度为g.关于物块的受力情况分析,下列说法不正确的
是()
A. 物块受到重力、支持力和摩擦力作用
B. 物块所受支持力大小为mgtanθ
C. 物块所受摩擦力大小为mgsinθ
D. 斜面对物块的摩擦力与支持力的合力方向竖直向上
5.在倾角为α的斜面上放一个质量为m的光滑小球,小球被竖直挡板挡住,
如图所示,小球处于静止状态。
则球对斜面的压力大小是()
A. mgcosα
B. mgtanα
C. mg/cosα
D. mg/sinα
6.如图所示,AC是上端带定滑轮的固定竖直杆,质量不计的轻杆AB一端通过铰链
固定在A点,另一端B悬挂一重为G的物体,且B端系有一根轻绳并绕过定滑轮
C,用力F拉绳,开始时∠BAC>90°,现使∠BAC缓慢变小,直到杆AB接近竖直
杆AC.此过程中,轻杆B端所受的力()
A. 逐渐减小
B. 大小不变
C. 逐渐增大
D. 先减小后增大
7.如图甲所示,斜面体静止在粗糙的水平地面上,斜面体上有一小滑块A沿斜面匀速下滑,现对
小滑块施加一竖直向下的作用力F,如图乙所示.两种情景下斜面体均处于静止状态,则下列说法错误的是()
A. 施加力F后,小滑块A受到的滑动摩擦力增大
B. 施加力F后,小滑块A仍以原速度匀速下滑
C. 施加力F后,地面对斜面的支持力增大
D. 施加力F后,地面对斜面的摩擦力增大
8.如图所示,水平推力F使物体静止于斜面上,则()
A. 物体一定只受3个力的作用
B. 物体可能只受3个力的作用
C. 物体一定受到沿斜面向下的静摩擦力的作用
D. 物体一定受到沿斜面向上的静摩擦力的作用
二、多选题(本大题共4小题,共16.0分)
9.两个共点力的合力为F,若两个力的方向保持不变,当其中一个力增大一些时,关于合力的大
小,下列说法正确的有()
A. 一定增大
B. 可能不变
C. 可能减小
D. 以上说法都不对
10.如图所示,物块A放在倾斜的木板上,开始时木板与水平面倾角为α,
现缓慢抬起木板的一端,该过程物块A始终保持静止,则以下判断正确
的是()
A. 木板对物块A的支持力变大
B. 木板对物块A的支持力变小
C. 木板对物块A的摩擦力变大
D. 木板对物块A的摩擦力变小
11.从高度为125m的塔顶,先后落下a、b两球,自由释放这两个球的时间差为1s,则以下判断正
确的是()(不计空气阻力)
A. b球下落高度为20m时,a球的速度大小为30m/s
B. a球接触地面瞬间,b球离地高度为45m
C. 在a球接触地面之前,两球的速度差恒定
D. 在a球接触地面之前,两球离地的高度差恒定
12.如图所示,一光滑的轻滑轮用细绳OO′悬挂于O点;另一细绳跨过滑
轮,其一端悬挂物块a,另一端系一位于水平粗糙桌面上的物块b.外
力F向右上方拉b,整个系统处于静止状态.若F方向不变,大小在
一定范围内变化,物块b仍始终保持静止,则()
A. 物块b所受到的支持力也在一定范围内变化
B. 绳OO′的张力也在一定范围内变化
C. 连接a和b的绳的张力也在一定范围内变化
D. 物块b与桌面间的摩擦力也在一定范围内变化
三、实验题(本大题共2小题,共18.0分)
13.在“验证力的平行四边形定则”实验中,需要将橡皮筋的一端固定在水平木板上,橡皮筋的另
一端系两根细绳,细绳端带有绳套,先用两个弹簧秤分别勾住绳套并互成角度地拉橡皮筋,把橡皮筋的结点拉到某—位置Ο并记下该点的位置;再用一个弹簧秤将橡皮筋结点拉到同—位置Ο点。
(1)某同学认为在此过程中必须注意以下几项:
A.两根细绳必须等长
B.橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上
C.在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行
D.在用两个弹簧秤同时拉细绳时要注意使两个弹簧秤的读数相等
E.在用一个弹簧秤拉时必须将橡皮筋的结点拉到用两个弹簧秤同时拉细绳时记下的位置
其中正确的是。
(填入相应的字母)
(2)某同学在实验时得到如图所示结果,其中图甲所示A为固定橡皮筋的图钉,O为橡皮筋与细
绳的结点,OB和OC为细绳。
图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。
乙中的F与F′两力中,方向一定沿AO方向的是____________。
(3)本实验采用的科学方法是()
A. 理想实验法
B.等效替代法
C. 控制变量法
D.建立物理模型法
14.由于当年实验条件的限制,伽利略无法直接对落体运动进行实验研究,而今天即使
在中学实验室里,我们也可以通过实验来验证落体运动的规律.如图是某次实验中
s.根据此照片计获得的质量为m的小球在空气中下落时的频闪照片,频闪间隔是1
30
算(当地重力加速度的实际值为9.8m/s2,计算结果保留三位有效数字)
(1)小球下落的加速度大小为______ m/s2;
(2)对(1)的数据进行分析,可得到的结论是______ .
四、简答题(本大题共2小题,共16.0分)
15.把手按在桌面上,用力向前滑动,手有什么感觉?增大手与桌面的压力,感觉有什么不同?这
说明什么?
16.如图所示,A、B、C三木块的质量分别为G A=2N、G B=4N、G C=6N,
甲、乙两轻质弹簧的劲度系数分别为k1=100N/m和k2=200N/m,
弹簧的自由长度均为10cm,弹簧与木块所有连接处拴接在一起,整
个系统放于水平地面上并处于静止状态.现缓慢向上提上面的A木块,
直到最下面的C木块刚离开水平地面.求:
(1)最初甲弹簧的总长度为L1多长?最初乙弹簧的总长度为L2多长?
(2)C木块刚离地时,甲弹簧的总长度为L3多长?乙弹簧的总长度为L4
多长?
(3)上述过程中,最上面的木块A移动的距离.
五、计算题(本大题共3小题,共30.0分)
17.如图所示,半圆柱体A、光滑圆柱体B及长方体木块C放在水平地面上,B与A、C刚好接触并
处于静止状态。
现用水平向左的推力推C,使其缓慢移动,直到B恰好运动到A的顶端,在此过程中A始终保持静止,已知A、B、C的质量均为m,A、B的半径均为R,C与地面间的动摩,重力加速度为g,求:
擦因数为√3
2
(1)B刚离开地面时,C对B的弹力大小;
(2)当A、B圆心的连线与地面的夹角为45°时,地面对A的支持力大小;
(3)C移动的整个过程中水平推力的最大值。
18.如图所示,物体A放在某一水平面上,已知物体A重60N,A与
水平面之间的动摩擦因数为μ=0.3,A、B均处于静止状态,绳
AC水平,绳CD与水平方向成37°角,CD绳上的拉力为
15N.sin37°=0.6,cos37°=0.8.求:
(1)物体A受到的摩擦力为多大?
(2)物体B重力为多大?
19.某物理实验小组在游泳池做了一个实验:将一个小木球离水面5m高静止释放(不计空气阻力),
经1.40s后落入池底速度刚好为零.假定木球在水中做匀减速直线运动,重力加速度g=10m/s2.
求:
(1)木球刚接触水面时的速度的大小;
(2)木球在水中运动的加速度的大小;
(3)游泳池水的深度.
-------- 答案与解析 --------
1.答案:B
解析:解:AB、物体不受外力作用时,一定处于静止或匀速直线运动状态,故A错误,B正确;CD、惯性只与质量有关,与受力与否,运动与否无关,故CD错误。
故选B。
牛顿第一定律给出了物体不受力作用时的运动规律,同时也说明了力是改变物体运动状态的原因,而不是维持物体运动状态的原因;惯性是物体的固有属性,只与质量有关.
牛顿第一运动定律,又称惯性定律,它科学地阐明了力和惯性这两个物理概念,正确地解释了力和运动状态的关系,并提出了一切物体都具有保持其运动状态不变的属性--惯性,它是物理学中一条基本定律。
2.答案:C
解析:解:A、“嫦娥一号”卫星在地球上的惯性与它绕月球飞行时的惯性相同(燃料消耗忽略不计),因为质量不变,故A错误;
B、作用力和反作用力同时产生,同时消失,同时变化,故B错误;
C、惯性是物体固有的属性,惯性越大的物体,各种机床和发电机的底座做得很笨重,目的是增大惯性。
故C正确;
D、由牛顿第三定律可知,作用力与反作用力大小相等,方向相反,作用在同一条直线上,故D错误。
故选:C。
惯性是物体的固有属性,一切物体在任何情况下都有惯性;惯性与物体的质量有关与运动状态无关.由牛顿第三定律可知,作用力与反作用力大小相等,方向相反,作用在同一条直线上,作用在两个物体上,力的性质相同,它们同时产生,同时变化,同时消失.
惯性是物理学中的一个性质,它描述的是物体能够保持原来的运动状态的性质,不能和生活中的习惯等混在一起.解答此题要注意:一切物体任何情况下都具有惯性.惯性只有在受力将要改变运动状态时才体现出来.
3.答案:D
解析:解:A、0~5s,物体向正向运动,5~6s向负向运动,故5s末离出发点最远,最远距离为S max= 2+5
×10m=35m,故A错误。
2
×(2+
B、在0~6s内,物体经过的路程等于梯形面积与t轴下方三角形面积之和,为:S=1
2
5)×10m+1
×10×1m=40m,故B错误;
2
C、在0~6s内,物体的路程为:S=40m,则平均速率为v=S
t =40
6
m/s=20
3
m/s,故C错误;
D、根据v−t图象的斜率表示加速度,知在4~6内,物体的加速度不变,做匀变速直线运动,加速
度大小为a=Δv
Δt =10
1
m/s2=10m/s2.故D正确。
故选:D。
在v−t图象中,速度的正负表示速度方向,图象与坐标轴围成的面积表示位移,在时间轴上方的位移为正,下方的面积表示位移为负;平均速率等于路程与时间之比。
图象的斜率表示加速度,由此分析。
本题考查了速度−时间图象的应用,要明确斜率的含义,知道在速度--时间图象中图象与坐标轴围成的面积的含义,要注意路程和位移的区别。
4.答案:B
解析:解:ABC、对物体受力分析,受重力、支持力和静摩擦力,如图所示:
根据平衡条件,有:N=mgcosθ,f=mgsinθ,故A正确,B错误,C正确;
D、根据平衡条件,支持力和摩擦力的合力重力等值、反向、共线,即斜面对物块的摩擦力与支持力的合力方向竖直向上,故D正确;
本题选错误的,故选:B
对物体受力分析,处于三力平衡状态,根据平衡条件,利用正交分解法列式求解支持力和静摩擦力.本题是力平衡问题,关键是根据平衡条件列式求解;
利用正交分解方法解体的一般步骤:
①明确研究对象;
②进行受力分析;
③建立直角坐标系,建立坐标系的原则是让尽可能多的力落在坐标轴上,将不在坐标轴上的力正交分解;
④x方向,y方向分别列平衡方程求解.
5.答案:C
解析:
【分析】
小球处于静止状态,满足受力平衡,对小球进行受力分析,由共点力的平衡条件可求得小球对斜面的压力大小。
本题是对共点力平衡条件的应用,熟练应用几何关系是解题的关键。
【解答】
对小球进行受力分析,如图所示
由几何知识可知:F2=mg
cosα
,故C正确,ABD错误。
故选C。
6.答案:B
解析:
【分析】
以结点B为研究对象,分析受力情况,作出力的合成图,根据平衡条件得出力与三角形ABC边长的关系,再分析BC杆的作用力的变化情况。
本题运用三角相似法研究动态平衡问题,直观形象,也可以运用函数法分析研究
【解答】
以B点为研究对象,分析受力情况:重物的拉力T(等于重物的重力G)、轻杆的支持力N和绳子的拉
力F,由平衡条件得知,N和F的合力与T大小相等,方向相反,根据三角形相似可得N
AB =T
AC
=F
BC
又
T=G,计算得出:N=AB
CA
G;因杆处于平衡状态,故外力对B点的作用力大小等于N,大小保持不变.所以B选项是正确的,ACD错误.
7.答案:D
解析:【解答】设斜面倾角为θ,A的质量为m,斜面体B的质量为M
A.开始时A受到的摩擦力f=μmgcosθ,增加力F后的摩擦力:f′=μ(mg+F)cosθ,滑动摩擦力
增大,故A正确;
B.若甲图中A可沿斜面匀速下滑,则A重力沿斜面的分量与滑动摩擦力相等,即mgsinθ=μmgcosθ,加上向下的力F后,对A进行受力分析,则满足F+mgsinθ=μ(mg+F)cosθ,所以仍然做匀速下滑,故B正确;
CD.以A与斜面体为研究的对象,开始时系统受到重力与竖直方向的支持力的作用即可处于平衡状态,所以不受地面的摩擦力,支持力:N1=(M+m)g;
增加竖直向下的力F后,仍然以整体为研究对象,则竖直方向受到重力、支持力和向下的力F,支持力:N2=(M+m)g+F>N1,水平方向由于没有其他的外力,所以水平方向仍然不受摩擦力的作用,故C正确,D错误。
本题选择错误的,故选:D
【分析】设斜面倾角为θ,A的质量为m,斜面体B的质量为M,可以把AB看成一个整体处理,对物体进行受力分析,根据共点力的平衡列式求解即可。
该题考查共点力作用下物体的平衡状态,解决本题的关键能够正确地进行受力分析,明确系统在水
平方向不受其他的外力的作用,所以不受地面的摩擦力。
8.答案:B
解析:解:物体受重力、支持力及推力而处于静止,如图建立直角坐标系,将重力及推力分解,则
在沿斜面方向上若重力的分力等于推力沿斜面向上的分力,而物体没有相对运动的趋势,故物体不
受摩擦力;
若向上的推力的分力大于重力的分力,则有向上的运动趋势,摩擦力向下;若推力分力小于重力的
分力,则摩擦力向上;
故物体可能受三个力也可能受四个力;而摩擦力的方向可能向上也可能向下,故ACD错误;B正确;故选:B
以物体为研究对象进行受力分析,由正交分解法得出沿斜面和垂直于斜面两个方向进行分析,由共
点力的平衡条件可得出物体受力情况.
若物体受三个明确力的作用而处于平衡时,一般用合成法进行分析;若受力超过四个时一般采用正交分解法进行分析.
9.答案:BC
解析:
【分析】
两个不在同一条直线上的力合成时遵循平行四边形定则,根据平行四边形定则作图分析即可.本题关键根据平行四边形定则作图,从图中直接得到结论;也可以用余弦定理列式求解分析.
【解答】
解:如果夹角θ的范围为:0°<θ<90°,根据平行四边形定则作图,如图
从图中可以看出,合力一定增大;
如果夹角θ的范围为:90°<θ<180°,根据平行四边形定则作图,如图
从图中可以看出,合力先减小后增加,存在相等的可能;故BC正确,AD错误;
故选BC.
10.答案:BC
解析:解:对物体受力分析如图,设木板的倾角为α为时,此时物块所受
摩擦力为静摩擦力,根据平衡条件得:
f=mgsinα,
支持力为:
N=mgcosα;
当木板的倾角逐渐增大时,sinα增大。
cosα减小,所以摩擦力增大,支持力减小;故AD错误、BC 正确;
故选:BC。
根据题意,对物体受力分析,根据平衡条件可知当木板的倾角α物块所受摩擦力和支持力大小,根据角度的变化分析支持力和摩擦力的变化。
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。
11.答案:ABC
解析:
【分析】
A.求出b球下落20m所用的时间,从而知道a球运动时间,根据v=gt求出a球的速度;
B.求出a球与地面接触所用的时间,从而知道b球运动的时间,根据ℎ=1
2
gt2求出b球下落的高度,从而得知b球离地的高度;
C.求出两球速度变化量与时间是否有关,从而确定速度差是否恒定;
D.求出两球下落的高度差是否与时间有关,从而确定高度差是否恒定。
解决本题的关键知道自由落体运动中,相隔一定时间释放一个小球,在小球落地前,两球的速度差恒定,两球离地的高度差不恒定。
【解答】
A.根据ℎ=1
2gt2知,b球下落高度为20m的时间t2=√2ℎ
g
=2s。
则a球下落的时间t1=3s,速度v=
gt1=30m/s,故A正确;
B.a球从释放到接触地面运动的时间t=√2H
g
=5s,则b球的运动时间t′=4s,b球下降的高度ℎ′=
1 2gt′2=1
2
×10×16m=80m,所以b球离地面的高度为H−ℎ′=45m,故B正确;
C.设b球下降时间为t b时,b球的速度v b=gt b,a球的速度v a=g(t b+1),则△v=v a−v b=g,与时间无关,是一定量,故C正确;
D.设b球下降时间为t b时,b球下降的高度ℎb=1
2gt b2,a球下降的高度ℎa=1
2
g(t b+1)2,两球离地
的高度差等于下降的高度差,△ℎ=ℎa−ℎb=1
2(t b+1)2−1
2
gt b2=gt b+1
2
g,随时间的增大,位移
差增大,故D错误。
故选ABC。
12.答案:AD
解析:
【分析】
受力分析,建立坐标系进行正交分解,列式分析
考查物体的平衡条件和临界条件,对于四个力以上的物体平衡,主要采用正交分解,列式,从公式分析各个力的变化,注意物体运动的临界条件,物体间静摩擦力达到最大.
【解答】
A.对于b,由物体的平衡条件得:y:N+Fsinα+m a gsinβ=m b g,F增大,N减小,一直到物体开始运动.因此N在一定范围内变化,故A正确;
B.绳OO′的张力等于m a gcos(45o−0.5β),不变,故B错误;
C.连接a和b的绳的张力等于物体a的重力m a g,不变,故C错误;
D.对于b,由物体的平衡条件得:x:m a gcosβ=Fcosα+f,F增大,f先减小到零,反向再增大,一直到物体开始运动,所以物块b与桌面间的摩擦力也在一定范围内变化,故D正确.
故选:AD.
受力分析,建立坐标系进行正交分解,列式分析
考查物体的平衡条件和临界条件,对于四个力以上的物体平衡,主要采用正交分解,列式,从公式
分析各个力的变化,注意物体运动的临界条件,物体间静摩擦力达到最大.
13.答案:(1)CE;(2)F′;(3)B
解析:
【分析】
本实验采用的是“等效替代”的方法,即一个合力与几个分力共同作用的效果相同,可以互相替代,明确“理论值”和“实验值”的区别。
(1)明确该实验的实验原理,了解具体实验步骤以及具体的操作,尤其注意在记录力时,不但要记录大小还要记录方向。
(2)要求两次拉橡皮筋时,要使橡皮筋产生的形变相同,即拉到同一位置;
(3)该实验采用了“等效替代”法。
【解答】
(1)本实验中我们只需使两个力的效果与一个力的效果相同即可,细绳的长度是否相等与本实验无关,合力不需要一定过两分力的角平分线,且两分力也不一定相等,故ABD错误;
但为了减小实验的误差,应要求用一个力拉和用两个力拉时的效果应相同,即必须将橡皮条拉至同一位置,故E正确;
为保证拉力的方向为在纸面上画出的方向,弹簧秤一定要与木板平行,故C正确。
故选CE。
(2)F是通过作图的方法得到的合力的理论值,而F′是一个弹簧秤沿AO方向拉橡皮筋,使橡皮筋伸长到O点,使得一个弹簧秤的拉力与两个弹簧秤的拉力效果相同,测量出合力;故方向一定沿AO 方向的是F′,由于误差的存在F和F′方向并不完全重合。
(3)本实验中两个拉力的作用效果和一个拉力的作用效果相同,采用的科学方法是等效替代,故B正确,ACD错误。
故答案为:(1)CE;(2)F′;(3)B。
14.答案:9.77;小球下落过程中受到空气阻力的作用
解析:解:(1)设:点1到点3间的位移为x1,点3到点5间的位移为x2,
由匀变速直线运动的推论:△x=gt2得:
x2−x1=gt2,(注意:t是发生x1或x2这个位移所用的时间,t=1
30×2=1
15
s)
代入数据得:(13.60−4.90−4.90+0.54)×10−2=a×(1
15
)2
解得:g=9.77m/s2
(2)由于,而计算的结果是9.77m/s2,可知小球在下落的过程中受到空气的阻力.
故答案为:(1)9.77;(2)小球下落过程中受到空气阻力的作用.
我们可由匀变速直线运动的推论:△x=at2求解加速度;根据小球下落的加速度与重力加速度比较即可得出结论.
从纸带上求某点的速度和求物体的加速度是处理纸带的两个主要问题,是做好高中物理其它应用到打点计时器实验的基础,一定要熟练的掌握.
15.答案:受到滑动摩擦阻力;滑动摩擦阻力变大;说明滑动摩擦力的大小与压力有关。
解析:
【分析】
本题考查了摩擦力知识在实际生活中的应用,准确掌握摩擦力的基础知识是结果的关键。
根据实际情况,结合摩擦力的知识进行解答。
【解答】
解:把手按在桌面上,用力向前滑动,手有能明显感觉到桌面对手的阻碍作用;增大手与桌面的压力时,手受到的阻力增大;这说明了滑动摩擦力的大小与压力有关。
故答案为:受到滑动摩擦阻力;滑动摩擦阻力变大;说明滑动摩擦力的大小与压力有关。
16.答案:解:(1)最初时,ABC都处于静止状态,受力都平衡,对A受力分析,根据平衡条件可知:
G A=k1△x1
=0.02m=2cm,
解得:△x1=2
100
则最初甲弹簧的总长度为:
L1=l0−△x1=10−2=8cm,
对AB整体受力分析,根据平衡条件得:
G A+G B=k2△x2
=0.03m=3cm,
解得:△x2=2+4
200
最初乙弹簧的总长度为:
L2=l0−△x2=10−3=7cm,
(2)C木块刚离地时,地面对C的支持力为零,则乙弹力的拉力等于C的重力,则有:
G C=k2△x3
=0.03m=3cm,
解得:△x3=6
200
乙弹簧的总长度为:
L4=l0+△x3=10+3=13cm,
把BC看成一个整体,则甲弹力对BC的拉力等于BC的重力,则有:
G C+G B=k1△x4
=0.1m=10cm,
解得:△x4=6+4
100
则甲弹簧的总长度为:L3=l0+△x4=10+10=20cm,
(3)上述过程中,最上面的木块A移动的距离为:
x=△x1+△x2+△x3+△x4=2+3+3+10=18cm
答:(1)最初甲弹簧的总长度为L1为8cm,最初乙弹簧的总长度为L2为7cm;
(2)C木块刚离地时,甲弹簧的总长度为L3为13cm,乙弹簧的总长度为L4为13cm;
(3)上述过程中,最上面的木块A移动的距离为18cm.
解析:(1)最初时,ABC都处于静止状态,受力都平衡,弹簧都处于压缩状态,分别对A和BC整体受力分析,根据平衡条件结合胡克定律求解;
(2)C木块刚离地时,地面对C的支持力为零,则乙弹力的拉力等于C的重力,甲弹簧弹力等于BC 整体的重力根据平衡条件结合胡克定律求解;
(3)最上面的木块A移动的距离等于两个弹簧压缩量和伸长量之和.
本题关键是平衡条件结合胡克定律求解出弹簧的压缩量和伸长量,注意弹簧的长度等于原长减去压缩量或加上伸长量,难度适中.
17.答案:解:(1)B刚离开地面时,B受到
重力mg、C对B的弹力F和A对B的支持力N,如图所示:
根据几何关系可得:sinθ=R
2R =1
2
,
解得:θ=30°
则有:F=mgcotθ=√3mg;
(2)当圆柱体B下端离地以后,以A和B整体为研究对象,在竖直方向有:F N−2mg=0
则地面对A的支持力大小为2mg;
(3)由题意可知,当B刚离开地面时,B对C的弹力最大,根据力的平行四边形法则解得:
F m=F+μmg=3√3
2
mg。
答:(1)B刚离开地面时,C对B的弹力大小为√3mg;
(2)当A、B圆心的连线与地面的夹角为45°时,地面对A的支持力大小为2mg;
(3)C移动的整个过程中水平推力的最大值为3√3
3
mg。
解析:(1)以B为研究对象,根据平衡条件求解;
(2)对AB物体利用整体法可求出地面对木块A的支持力;
(3)根据力的平行四边形法则解出水平推力的表达式,结合数学知识分析出当B刚离开地面时,B对C的弹力最大。
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。
18.答案:解:(1)以结点C为研究对象,受力情况如图所示
A物体处于静止,在水平方向受到的摩擦力f大小与绳AC拉力大小相等,即
f=F2=12N
(2)因为处于静止状态,F1=15N
在x轴上,AC绳的拉力F2=F1cos37°=12N
在y轴上,BC绳的拉力F3=F1sin37°=9N
B物体处于静止,G B=F3=9N
答:
(1)物体A受到的摩擦力的大小为12N;
(2)物体B重力的大小为9N.
解析:(1)先结点C为研究对象,分析受力情况,作出力图,由平衡条件求出绳AC、BC的拉力,即得到B的重力.
(2)对A物体研究,AC绳的拉力等于物体A受到的摩擦力,再由二力平衡求解物体A受到的摩擦力。