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C.5L D.6L
解析:选C 由题意可知,kL=mg,当用两个相同的弹簧按题图所示悬挂时,下面弹簧弹力大小为mg,伸长量为L,而上面弹簧的弹力为2mg,由kx=2mg可知,上面弹簧的伸长量为x=2L,故B球到悬点O的距离为L+L+L+2L=5L,C正确。
12.(多选)(2017·汕头调研)如图所示,在竖直方向上,两根完全相同的轻质弹簧a、b,一端与质量为m的物体相连接,另一端分别固定,当物体平衡时,若( )
A.a被拉长,则b一定被拉长 B.a被压缩,则b一定被压缩 C.b被拉长,则a一定被拉长 D.b被压缩,则a一定被拉长
解析:选BC 对物体受力分析并结合平衡条件,可知当a对物体有拉力Fa时,若Fa>mg,则b被拉长;若Fa 13.(2017·江西省红色七校联考)如图所示,三个相同的轻质弹簧连接在O点,弹簧1的另一端固定在天花板上,且与竖直方向的夹角为30°,弹簧2水平且右端固定在竖直墙壁上,弹簧3的另一端悬挂质量为m的物体且处于静止状态,此时弹簧1、2、3的形变量分别为x1、x2、x3,则( ) A.x1∶x2∶x3=3∶1∶2 B.x1∶x2∶x3=3∶2∶1 C.x1∶x2∶x3=1∶2∶3 D.x1∶x2∶x3=2∶1∶3 解析:选D 以结点O为研究对象受力分析,运用合成法,如图: 由几何知识知:T1=T2=mgtan 30° T3=mg 故:T1∶T2∶T3=2∶1∶3 根据胡克定律:T=kx mg cos 30° 第 12 页 共 87 页 则:x1∶x2∶x3=2∶1∶3,故选D。 14.(多选)(2017·黄冈模拟)如图所示,将一劲度系数为k的轻弹簧一端固定在内壁光滑的半球形容器底部O′处(O为球心),弹簧另一端与质量为m的小球相连,小球静止于P点。已知容器半径为R,与水平面间的动摩擦因数为μ,OP与水平方向的夹角为θ=30°。下列说法正确的是( ) A.容器相对于水平面有向左运动的趋势 B.容器对小球的作用力指向球心O C.轻弹簧对小球的作用力大小为mgD.弹簧原长为R+k 解析:选BD 容器和小球组成的系统与水平面间的摩擦力为零,没有相对水平面的运动趋势,A错误;容器对小球的弹力沿容器半径指向球心O,B正确;由FNsin θ+Fsin θmg =mg,FNcos θ=Fcos θ,可得:F=FN=mg,C错误;由F=kx可得弹簧的压缩量x=, kmg 弹簧的原长L0=LO′P+x=R+k,D正确。 15.(2017·北京市状元桥学校二模)如图所示,轻杆与竖直墙壁成53°角,斜插入墙中并固定,另一端固定一个质量为m的小球,水平轻质弹3 簧处于压缩状态,弹力大小为mg(g表示重力加速度),则轻杆对小球的 4弹力大小为( ) 5345A.mg B.mg C.mg D.mg 3554 解析:选D 以小球为研究对象,分析受力情况,如图所示,根据共点力平衡条件得:轻杆对小球的弹力大小为F== 3?2 ?mg?2+??4mg? ?mg?2+F弹2 3 mg 2 5=mg,故选D。 4 第2节 摩擦力 第 13 页 共 87 页 (1)摩擦力总是阻碍物体的运动或运动趋势。(×) (2)受静摩擦力作用的物体一定处于静止状态。(×) (3)受滑动摩擦力作用的物体,可能处于静止状态。(√) (4)接触处有摩擦力作用时一定有弹力作用。(√) (5)接触处的摩擦力一定与弹力方向垂直。(√) (6)两物体接触处的弹力越大,滑动摩擦力越大。(×) (7)两物体接触处的弹力增大时,接触面间的静摩擦力大小可能不变。(√) 突破点(一) 静摩擦力的有无及方向判断 [典题先试] 1.(2017·遵义期中)如图所示,质量为m的物体A以一定的初速度v沿粗糙斜面上滑,物体A在上滑过程中受到的力有( ) A.向上的冲力、重力、斜面的支持力、沿斜面向下的摩擦力 B.重力、斜面的支持力、沿斜面向下的摩擦力 C.重力、对斜面的正压力、沿斜面向下的摩擦力 D.重力、斜面的支持力、下滑力 解析:选B 地球表面的一切物体均受重力,故物体必受重力;物体与斜面相互挤压, 第 14 页 共 87 页 故斜面对物体一定有支持力,方向垂直于斜面向上;物体相对于粗糙斜面向上滑动,一定与斜面体有摩擦力,摩擦力阻碍物体间的相对滑动,物体相对于斜面向上滑动,故一定受到沿斜面向下的滑动摩擦力;物体依靠惯性运动,没有向上的冲力,也找不到施力物体,重力有使物体下滑的趋势,无下滑力,同样也找不到施力物体;故选B。 2.(2014·广东高考)如图所示,水平地面上堆放着原木。关于原木P在支撑点M、N处受力的方向,下列说法正确的是( ) A.M处受到的支持力竖直向上 B.N处受到的支持力竖直向上 C.M处受到的静摩擦力沿MN方向 D.N处受到的静摩擦力沿水平方向 解析:选A M处支持力方向垂直于地面,因此竖直向上,A项正确;N处的支持力方向垂直于原木P,B项错误;M处受到的静摩擦力方向平行于地面,C项错误;N处受到的静摩擦力方向平行于原木P,D项错误。 3.(多选)(2017·南京模拟)如图所示,A、B、C三个物体质量相等,它们与传送带间的动摩擦因数也相同。三个物体随传送带一起匀速运动,运动方向如图中箭头所示。则下列说法正确的是( ) A.A物体受到的摩擦力方向向右 B.三个物体中只有A物体受到的摩擦力是零 C.B、C受到的摩擦力方向相同 D.B、C受到的摩擦力方向相反 解析:选BC A物体与传送带一起匀速运动,它们之间无相对运动或相对运动趋势,即无摩擦力作用,A错误;B、C两物体虽运动方向不同,但都处于平衡状态,由沿传送带方向所受合力为零可知,B、C两物体均受沿传送带方向向上的摩擦力作用,故B、C正确,D错误。 4.(2017·中山模拟)如图所示,放在粗糙水平面上的物体A上叠放着物体B,A和B之间有一根处于压缩状态的弹簧,A、B均处于静止状态,下列说法中正确的是( ) A.B受到向左的摩擦力 第 15 页 共 87 页 B.B对A的摩擦力向右 C.地面对A的摩擦力向右 D.地面对A没有摩擦力 解析:选D 压缩的弹簧对B有向左的弹力,B有向左运动的趋势,受到向右的摩擦力,选项A错误;A对B的摩擦力向右,由牛顿第三定律可知,B对A的摩擦力向左,选项B错误;对整体研究,根据平衡条件分析可知,地面对A没有摩擦力,选项C错误,D正确。 [题后悟通] 判断静摩擦力的有无及方向的三种方法 (1)假设法 利用假设法判断的思维程序如下: (2)运动状态法 此法关键是先确定物体的运动状态(如平衡或求出加速度),再利用平衡条件或牛顿第二定律(F=ma)确定静摩擦力的方向。 (3)牛顿第三定律法 “力是物体间的相互作用”,先确定受力较少的物体受到的静摩擦力的方向,再根据牛顿第三定律确定另一物体受到的静摩擦力的方向。 突破点(二) 摩擦力大小的计算 1.滑动摩擦力的计算方法:可用公式f=μN计算,注意对物体间相互挤压的弹力N的分析,N并不总是等于物体的重力,它与研究对象受到的垂直接触面方向的力密切相关,也与研究对象在该方向上的运动状态有关。 2.静摩擦力的计算方法 (1)最大静摩擦力fmax的计算:最大静摩擦力fmax只在刚好要发生相对滑动这一特定状态下才表现出来,比滑动摩擦力稍大些,通常认为二者相等,即fmax=μN。 (2)一般静摩擦力的计算 ①物体处于平衡状态(静止或匀速直线运动),利用力的平衡条件来计算其大小。 ②物体有加速度时,根据牛顿第二定律进行分析。例如,水平匀速转动的圆盘上物块靠静摩擦力提供向心力产生向心加速度,若除静摩擦力外,物体还受其他力,则F合=ma,