下的拉力恒定〔大小、方向均不变〕,绳、杆作用力大小均变,绳PQ 的拉力T 总沿绳PQ 收缩的方向,杆OP 支持力方向总是沿杆而指向杆恢复形变的方向〔方向变化有依据〕,作出处于某一可能位置时对应的力三角形图,如图2所示,那么表示这两个力的有向线段组成的三角形与几何线段组成的三角形相似,根据相似三角形知识即可求得,由图可知,POQ ∆~PNM ∆得,OP
F PQ T OQ
G N ==,式中G 、OQ 、OP 均不变,故N F 不变,正确答案为A 。
3. C 解析:题中电荷电量可能不同,也可能相同,但各自所受的电场力大小却相同,方向相反。由于它们与竖直线所成的角度相等,且两球同处一水平线上,所以根据共点力平衡条件可确定,它们的质量一定相等,故ABD 错误,C 正确。
4. A 解析:以人为研究对象,分析受力可知,人受到重力、摩擦力、屋顶的支持力,其中屋顶支持力和摩擦力的方向都在变化,所以可以采用相似三角形的方法把物理问题转化为数学问题求解,如以下图所示:
G 、R 不变,h 增大,水平x 减小,故可知屋顶对A 正确。
5. AC 解析:分别对A 、B 两个相同的小物块受力分析,如下图,A 受到重力,沿球面斜向上的摩擦力F1,垂直于球的斜向上的支持力,它的大小等于它对球面的压力N1,故F1=mgsin θ;N1=mgcos θ;B 受到重力,作用力F2及球面对它的支持力,其大小等于它对球面的压力N2,故
F2=mgtan θ,N2=cos mg θ,所以F1:F2=sin cos tan 1θθθ=,故A 正确,B 错误;N1:N2=cos θ:1cos θ= cos2θ:1,C 正确,D 错误。 6. D 解析:对Q ,受重力mg 、MN 的弹力N1和P 的弹力N2作
用,其受力示意图如以下图所示,根据共点力平衡条件可知,三力必构成首尾相接的封闭三角形,且力矢量三角形与图中ΔOAB 相似,在MN 绕O 点缓慢地逆时针转动的过程中α角增大,因此OB 增大、AB 减小,所以N2增大、N1减小,应选项A 、B 、C 错误;对P ,受重力Mg 、Q 的弹力N2′和桌面的作用力F 作用,如以下图所示,在MN 绕O 点缓慢地逆时针转动的过程中β角增大,N2′=N2增大,根据余弦定理可知F 增大,应选项D 正确。
7. C 解析:以小物块为研究对象进行受力分析,如以下图所示: 故有:cos sin N mg F mg θθ==、,由于θ角越来越大,所以可得知,支持力N 逐渐变小,拉力F 逐渐变大,所以A 、B 错误;以半圆柱体为研究对象进行受力分析,如下图:
故有:sin cos N f Mg N N θθ'=+=、 联立解得1sin cos sin 22f mg mg θθθ==,1cos 22N Mg mg θ+⎛⎫'=+
⎪⎝⎭
,由于θ角越来越大,所以可知,静摩擦力先变大后变小,支持力先变小后变大,故C 正确、D 错误。
8. C 解析:有漏电现象,AB F 减小,那么漏电瞬间质点B 的静止状态被打破,必定向下运动。对小球漏电前和漏电过程中进行受力分析有如图1所示,由于漏电过程缓慢进行,那么任意时刻均可视为平衡状态。三力作用构成动态的力的三角形,而对应的实物质点A 、B 及绳墙和P 点构成动态的几何三角形,且不同位置时有如图2阴影三角形的相似情况,那么有如下相似比例: