(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受到的摩擦力大小. 【解答】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=8N (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,GB=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.
【点评】本题考查运用平衡解题的基本能力,其关键是分析物体的受力情况. 16.(2014春?镇宁县校级期末)一个质量为2kg的物体静止在光滑的平面上,在6N的水平恒力F的作用下开始运动,求:
(1)2S内力F对物体做多少功; (2)力F在2s内的平均功率; (3)力F在2s末的功率.
【考点】功率、平均功率和瞬时功率. 【专题】功率的计算专题. 【分析】(1)由牛顿第二定律可以求得物体的加速度,进而求得2s内的位移,由功的公式可得2s内F的功
(2)前面求得了2s内的功,由平均功率的定义式可得2s内平均功率 (3)由速度公式可得2s末的瞬时速度,进而可得2s末的瞬时功率 【解答】解:(1)物体的加速度为:则物体在2s内的位移为:
则F在2s内做的功为:W=FS=6×6=36J.
(2)由平均功率的定义式,2s内的平均功率为:P=(3)2s末物体的速度为:v2=at=3×2m/s=6m/s 故2s末的瞬时功率为:P2=Fv2=6×6W=36W 答:(1)力F在t=2s内对物体所做的功36J.
(2)力F在t=2s内对物体所做功的平均功率18W. (3)在2s末力F对物体做功的瞬时功率36W.
W=18W.
,
,
【点评】主要是练习各种功率的求法,是基本的应用,要熟悉平均功率和瞬时功率的计算方法的区别. 17.(2012秋?福田区校级期末)图中氢气球重为10N,空气对它的浮力为16N.由于受到水平向左的风力的作用,使系气球的绳子与地面成60°,试求: (1)绳子的拉力. (2)水平风力的大小.
【考点】共点力平衡的条件及其应用;力的合成与分解的运用. 【专题】共点力作用下物体平衡专题.
【分析】对气球受力分析,抓住水平方向和竖直方向平衡,求出绳子的拉力和风力的大小. 【解答】解:对氢气球受力分析如图所示,将绳子的拉力正交分解:
由平衡条件得,
水平方向:F风=Fcos60° …(1) 竖直方向:F浮=Fsin60°+mg…(2) 由(1)(2)联立得:F=4N,F风=2N. 答:(1)绳子的拉力为4N. (2)水平风力的大小为2N.
【点评】解决本题的关键能够正确地受力分析,运用共点力平衡进行求解.
18.如图所示,由细管道组成的竖直轨道,其圆形部分半径分别是R和,质量为m的小球通过这段轨道时,在A处刚好对管壁无压力,在B处对管内侧壁的压力为摩擦力对小球做的功.
.求由A运动到B的过程中
【考点】动能定理的应用;牛顿第二定律;向心力. 【专题】动能定理的应用专题.
【分析】先受力分析根据合力充当向心力知AB两点速度,然后根据动能定理列方程即可. 【解答】解:在A点小球受到的重力提供向心力,由牛顿第二定律得: mg=m
…①.
解得:vA=
由在B处对管的内侧壁压力为0.5mg,知:mg﹣0.5mg=m
解得:vB=0.5…②
小球由A至B的运动过程中,根据动能动能定理知: mg(R﹣)+W阻=
由①②③解得:W阻=mg(答:克服阻力做功为﹣mgR
【点评】此题考查圆周运动的知识和动能定理的应用,注意阻力做功和克服阻力做功数值的正负问题.
19.(2012秋?城东区校级期中)如图所示的电路中,电源电动势E=9V,内阻r=2Ω,定值电阻R1=6Ω,R2=10Ω,R3=6Ω,电容器的电容C=10μF.
(1)保持开关S1、S2闭合,求电容器C所带的电荷量;
(2)保持开关S1闭合,将开关S2断开,求断开开关S2后流过电阻R2的电荷量.
…③
﹣R)=﹣mgR
【考点】闭合电路的欧姆定律;电功、电功率. 【专题】恒定电流专题. 【分析】(1)保持开关S1、S2闭合,电容器两端的电压等于R1两端的电压,根据闭合电路欧姆定律求出R1两端的电压,从而根据Q=CU求出电容器所带的电量.
(2)保持开关S1闭合,将开关S2断开,电容器两端的电压等于电源的电动势,根据Q=CE求出电容器所带的电荷量,从而求出流过电阻R2的电荷量. 【解答】解:(1)保持开关S1、S2闭合时,电路中的电流 I=
=
A=0.5A.
R1两端的电压 U1=IR1=0.5×6V=3V
﹣6﹣5
则电容器所带的电荷量 Q1=CU1=10×10×3C=3×10 C.
(2)保持开关S1闭合,将开关S2断开,电容器的电压等于电源的电动势,所带的电荷量
﹣6﹣5
Q2=CE=10×10×9C=9×10 C.
﹣5
断开开关S2后流过电阻R2的电荷量△Q=Q2﹣Q1=6×10 C. 答:
(1)电容器C所带的电荷量为3×10C.
﹣5
(2)流过电阻R2的电荷量为6×10C.
【点评】本题考查了含容电路问题,知道电容器两端的电压等于与它并联的支路电压,与电容器串联的电阻相当于导线.
三、解答题 20.(2015秋?钦州校级月考)我国正在启动嫦娥工程,中国人登上月球的时间不会太长,可能只要3~4年.假设某宇航员来到月球上,他想用一只灵敏电流计和一个线圈探测月球上是否有磁场,应该怎么做?
【考点】感应电流的产生条件.
【专题】实验题;信息给予题;定性思想;推理法;电磁感应与电路结合.
【分析】宇航员想用一只灵敏电流计和一个线圈探测月球上是否有磁场,可以结合感应电流的条件进行判断.
【解答】解:只有一个灵敏电流计和一个线圈,若要探测月球上是否有磁场,可以结合感应电流产生的条件进行判断,方法是:将线圈与灵敏电流计构成回路,然后将线圈向各个方向来回摆动.若灵敏电流计指针摆动,则说明有感应电流,则一定有磁通量的变化,则有磁场.
答:将线圈与灵敏电流计构成回路,然后将线圈向各个方向来回摆动.若灵敏电流计指针摆动,则有磁场.
【点评】该题属于信息给予的题目,解答的关键是能结合实验的器材,以及实验器材能提供的依据来考虑该实验的原理与方法. 21.(2015秋?钦州校级月考)一小虫在半径为R的半球形碗内可以爬多高?假定小虫与碗之间的最大静摩擦力是压力的.
【考点】共点力平衡的条件及其应用;物体的弹性和弹力.
【专题】简答题;信息给予题;定性思想;合成分解法;共点力作用下物体平衡专题.
【分析】小虫受重力、支持力和静摩擦力处于平衡,根据平衡当小虫重力的分力等于最大静摩擦力的时候小虫爬到最大高度.
【解答】解:小虫受重力、支持力和摩擦力处于平衡,
设最高点的切线与水平方向夹角为θ,根据平衡有:f=mgsinθ,N=mgcosθ,有f=μN,
﹣5
得:tanθ=μ=0.25 则cosθ=
)
).
则最大高度h=R(1﹣cosθ)=R(1﹣
答:一小虫在半径为R的半球形碗内可以爬的高度为R(1﹣
【点评】解决本题的关键能够正确地受力分析,运用共点力平衡进行求解,难度不大,属于基础题.
22.(2011秋?思明区校级期中)用绳子将鸟笼挂在一根横梁上,如图所示.若鸟笼重19.6N,求绳子OA和OB所受的拉力各是多大.
【考点】共点力平衡的条件及其应用;力的合成与分解的运用. 【专题】共点力作用下物体平衡专题.
【分析】对结点受力分析,运用合成法作图,然后由几何知识求解即可. 【解答】解:对结点受力分析,由平衡条件知:F=G=19.6N 运用合成法作图如图,
由几何知识得: F1=Gcos30°=19.6×
N=
N
F2=Gsin30°=19.6×0.5=9.8N 答:绳子OA和OB的拉力分别为
N和9.8N.
【点评】本题考查平衡条件的应用,可以用合成法,也可以用正交分解,属于基础题. 23.(2010秋?牡丹江期末)如图所示,在倾角为θ的光滑斜面上,放一个重为G的光滑小球,并用竖直档板挡住,求档板和斜面对小球的作用力的大小.