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平向左做匀速运动,绳a、b与竖直方向的夹角分别恒为30°和60°,则下列判断正确的是( )
A.力F的大小为10 N
B.地面对C的支持力大小为40 N C.地面对C的摩擦力大小为10 N D.A球重为10 N 答案 AD
解析 以B为研究对象受力分析,水平方向受力平衡,有:Fcos30°=Tbcos30°,得:Tb=F
竖直方向受力平衡,则有:Fsin30°+Tbsin30°=mBg 得:F=mBg=10 N
以A为研究对象受力分析,竖直方向上有: mAg+Tbsin30°=Tasin60° 水平方向:Tasin30°=Tbsin60°
联立得:mA=mB,即A球重为10 N,故A、D两项正确; 以ABC整体为研究对象受力分析, 水平方向:f=Fcos30°=53 N 竖直方向:N+Fsin30°=(M+mA+mB)g
解得:N=35 N,故B、C两项错误.故选A、D两项.
10.如图所示,水平地面上固定一个光滑绝缘斜面,斜面与水平面的
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夹角为θ.一根轻质绝缘细线的一端固定在斜面顶端,另一端系有一个带电小球A,细线与斜面平行.小球A的质量为m,电量为q.小球A的右侧固定放置带等量同种电荷的小球B,两球心的高度相同,间距为d.静电力常量为k,重力加速度为g,两个带电小球可视为点电荷.小球A静止在斜面上,则( )
kq2
A.小球A与B之间库仑力的大小为2
dqB.当=
dqC.当=
dqD.当=
d答案 AC
q2
解析 根据库仑定律得A、B间的库仑力F库=k2,则A项正确;当
dq2q
细线上的拉力为0时,满足k2=mgtanθ,得到=dd
mgtanθ
,则k
mgsinθ
时,细线上的拉力为0 kmgtanθ
时,细线上的拉力为0 kmg
时,斜面对小球A的支持力为0
ktanθ
B项错误,C项正确;斜面对小球A的支持力始终不为零,则D项错误.
11. (2019·安徽模拟)如图所示,质量为mB=14 kg的木板B放在水平地面上,质量为mA=10 kg的木箱A放在木板B上与不发生形变的轻杆一端固定在木箱上,另一端通过铰链连接在天花板上,轻杆与水平方向的夹角为θ=37°.已知木箱A与木板B之间的动摩擦因数μ1
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=0.5,木板B与地面之间的动摩擦因数μ2=0.3.现用水平向左的力F将木板B从木箱A下面抽出,最大静摩擦力等于滑动摩擦力(sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度g取10 m/s2),则所用力F的最小值为( )
A.150 N C.200 N 答案 B
解析 对A受力分析如图甲所示,根据题意可得: FTcosθ=Ff1, FN1=FTsinθ+mAg Ff1=μ1FN1,
联立解得:FT=100 N;
对A、B整体进行受力分析如图乙所示,根据平衡条件可得: FTcosθ+Ff2=F FN2=FTsinθ+(mA+mB)g Ff2=μ2FN2,
联立解得:F=170 N,故B项正确,A、C、D三项错误.故选B项.
B.170 N D.210 N
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二、计算题(共3个小题,12题12分,13题15分,14题18分,共45分)
12.风洞实验室中可以产生水平向右,大小可调节的风力.如图甲所示,现将质量为1 kg的小球套在足够长与水平方向夹角θ=37°的细直杆上,放入风洞实验室.小球孔径略大于细杆直径.假设小球所受最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力大小.(取g=10 m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)
(1)若在无风情况下,小球由静止开始经0.5 s沿细杆运动了0.25 m,求小球与细杆间的动摩擦因数及滑动摩擦力做的功;
(2)在有风情况下,如图乙所示,若小球静止在细杆上,求风力大小; (3)请分析在不同恒定风力作用下小球由静止释放后的运动情况. 答案 (1)0.5 -2 J (2)1.82 N≤F≤20 N
(3)如果风力大小为1.82 N≤F≤20 N,则小球静止;若F<1.82 N,小球向下做匀加速运动;若F>20 N,小球向上做匀加速运动 解析 (1)在无风情况下小球由静止开始经0.5 s沿细杆运动了0.25 m,则:
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