专题2 相互作用。
1. (2013全国新课标理综ii第15题)如图,在固定斜面上的一物块受到一外力f的作用,f平行于斜面向上。若要物块在斜面上保持静止,f的取值应有一定的范围,已知其最大值和最小值分别为f1和f2(f2>0).
由此可求出。
a.物块的质量。
b.斜面的倾角。
c.物块与斜面间的最大静摩擦力。
d.物块对斜面的压力。
答案:c解析:设斜面倾角为θ,斜面对物块的最大静摩擦力为f.
平行于斜面的外力f取最大值f1时,最大静摩擦力f方向沿斜面向下,由平衡条件可得:f1=f+mgsinθ;平行于斜面的外力f取最小值f2时,最大静摩擦力f方向沿斜面向上,由平衡条件可得:f+f2= mgsinθ;联立解得物块与斜面的最大静摩擦力f=( f2-f1)/2.
选项c正确。不能得出物块质量m,不能得出斜面倾角θ,不能得出物块对斜面压力,选项abd错误。
2.(2013高考重庆理综第1题)如图所示,某人静躺在椅子上,椅子的靠背与水平面之间有固定倾斜角θ.若此人所受重力为g,则椅子各个部分对他作用力的合力大小为。
a.g b.gsinθ
c.gcosθ d.gtanθ
答案:a解析:人静躺在椅子上,受力平衡,由平衡条件可知椅子各个部分对他作用力的合力大小为g,,选项a正确。
3.(2013高考上海物理第8题)如图,质量ma>mb的两物体a、b叠放在一起,靠着竖直墙面。让它们由静止释放,在沿粗糙墙面下落过程中,物体b的受力示意图是。
答案:a解析:两物体a、b叠放在一起,在沿粗糙墙面下落过程中,由于物块与竖直墙面之间没有压力,没有摩擦力,二者一起做自由落体运动,ab之间没有弹力作用,物体b的受力示意图是图a.
4.(2013高考上海物理第18题)两个共点力fl、f2大小不同,它们的合力大小为f,则。
a)f1、f2同时增大一倍,f也增大一倍。
b)f1、f2同时增加10n,f也增加10n
c)f1增加10n,f2减少10n,f一定不变。
d)若f1、f2中的一个增大,f不一定增大。
答案:ad解析:f1、f2同时增大一倍,f也增大一倍,选项a正确。
f1、f2同时增加10n,f不一定增加10n,选项b错误;f1增加10n,f2减少10n,f可能变化,选项c错误。若f1、f2中的一个增大,f不一定增大,选项d正确。
5. (2013高考山东理综第14题)如图所示,用完全相同的轻弹簧a、b、c将两个相同的小球连接并悬挂,小球处于静止状态,弹簧a与竖直方向的夹角为30o,弹簧c水平,则弹簧a、c的伸长量之比为。
a.∶4 b..4∶
c.. 1∶2 d.2∶1
答案:d解析:把两个小球看作整体,分析受力,由平衡条件可得:44
弹簧a的拉力fa=2mg/cos30°,弹簧c的拉力fc=2mgtan30°,又fa=kxa,fc=kxc,联立解得:弹簧a、c的伸长量之比为:xa∶xc=1∶cos30°tan30°=2∶1,选项d正确。
6..(2013高考北京理综第16题)倾角为α、质量为m的斜面体静止在水平桌面上,质量为m的木块静止在斜面体上。下列结论正确的是。
a.木块受到的摩擦力大小是mgcosα
b.木块对斜面体的压力大小是mg sinα
c.桌面对斜面体的摩擦力大小是mg sinαcosα
d.桌面对斜面体的支持力大小是(m+m)g
答案:d解析:将木块的重力沿平行于斜面方向和垂直于斜面方向分解,平行于斜面方向分力为mgsinα,垂直于斜面方向分力为mgcosα.
由平衡条件可得木块受到的摩擦力大小是f= mgsinα,支持力f=mgcosα,由牛顿第三定律,木块对斜面体的压力大小是mgcosα,选项ab错误。把木块和斜面体看作整体,分析受力,由平衡条件可知桌面对斜面体的摩擦力大小为零,桌面对斜面体的支持力大小是(m+m)g,选项c错误d正确。
7.(2013高考天津理综物理第5题)如图所示,小球用细绳系住,绳的另一端固定于o点。现用水平力f缓慢推动斜面体,小球在斜面上无摩擦地滑动,细绳始终处于直线状态,当小球升到接近斜面顶端时细绳接近水平,此过程中斜面对小球的支持力fn以及绳对小球的拉力ft的变化情况是。
a.fn保持不变,ft不断增大。
b.fn不断增大,ft不断减小。
c.fn保持不变,ft先增大后减小。
d.fn不断增大,ft先减小后增大。
答案:d解析:由于此过程中细线与斜面体斜面的夹角逐渐减小,所以斜面对小球的支持力fn增大。画出小球受力动态图,由平衡条件可得ft先减小后增大,选项d正确。
8.(2013高考广东理综第20题)如图8,物体p静止于固定的斜面上,p的上表面水平,现把物体q轻轻地叠放在p上,则。
向下滑动。静止不动。
所受的合外力增大。
与斜面间的静摩擦力增大。
答案:b d
解析:设斜面的倾角为θ,加上q,相当于增加了p的质量,受力分析列平衡方程得f=mgsinθ<μmgcosθ,n=mgcosθ.当m增加时,不等式两边都增加,不等式仍然成立,即p静止不动,p所受的合外力为零,p与斜面间的静摩擦力f=mgsinθ增大,选项bd正确。
9.(2013高考上海物理第25题)如图,倾角为37°,质量不计的支架abcd的d端有一大小与质量均可忽略的光滑定滑轮,a点处有一固定转轴,ca⊥ab,dc=ca=0.3m.质量m=lkg的物体置于支架的b端,并与跨过定滑轮的轻绳相连,绳另一端作用一竖直向下的拉力f,物体在拉力作用下沿bd做匀速直线运动,己知物体与bd间的动摩擦因数μ=0.
3.为保证支架不绕a点转动,物体向上滑行的最大距离s=__m.若增大f后,支架仍不绕a点转动,物体能向上滑行的最大距离s′__s(填:
“大于”、“等于”或“小于”.)取sin37°=0.6,cos37°=0.
8)答案:0.248 等于。
解析:拉力f=mgsin37°+ mgcos37°= ca/sin37°=0.5m.
设m对支架bc的压力 mgcos37°对a点的力臂为x,由力矩平衡条件,f·dc cos37°+μmgcos37°·ca cos37f·ca cos37°+mg cos37°·x,解得x=0.072m.由x+s=bc-ac sin37°解得s=0.
248m.由上述方程可知,f·dc cos37°= f·ca cos37°,x值与f无关,所以若增大f后,支架仍不绕a点转动,物体能向上滑行的最大距离s′=s.
10.(19分)(2013高考福建理综第21题)质量为m、长为l的杆水平放置,杆两端a、b系着长为3l的不可伸长且光滑的柔软轻绳,绳上套着一质量为m的小铁环。已知重力加速度为g,不计空气影响。
1)现让杆和环均静止悬挂在空中,如图甲,求绳中拉力的大小:
2)若杆与环保持相对静止,在空中沿ab方向水平向右做匀加速直线运动,此时环恰好悬于a端的正下方,如图乙所示。
①求此状态下杆的加速度大小a;
②为保持这种状态需在杆上施加一个多大的外力,方向如何?
解析:(1)如图1,设平衡时绳子拉力为t,有:2tcosθ-mg=0,由图可知,cosθ=.
联立解得:t=mg.
2)①此时,对小铁环受力分析如图2,有:t’ sinθ’=ma,t’+t’ cosθ’-mg=0,由图知,θ’60°,代入上述二式联立解得:a=g.
②如图3,设外力f与水平方向成α角,将杆和小铁环当成一个整体,有。
fcosα=(m+m)a
fsinα-(m+m)g=0
联立解得:f= (m+m)g,tanα=(或α=60°)
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