【答案】A
【解析】对所有力进行正交分解可得:
Fncos??FNsin??ma
Fnsin??FNcos??mg,可得:
T=m(gsinθ+ acosθ) Fn= m(gcosθ- asinθ)
【注意】本题可以令a=0特殊值代入法,得T=mgsinθ,Fn= mgcosθ固正确答案A 【考点】力的分解 牛顿第二定律 (2013·安徽卷)24.(20分)
如图所示,质量为M\\倾角为?的斜面体(斜面光滑且足够长)放在粗糙的水平地面上,底部与地面的动摩擦因数为?,斜面顶端与劲度系数为k、自然长度为l的轻质
3l时将物块由4静止开始释放,且物块在以后的运动中,斜面体始终处于静止状态。重力加速度为g。
弹簧相连,弹簧的另一端连接着质量为m的物块。压缩弹簧使其长度为
(1)求物块处于平衡位置时弹簧的长度;
(2)选物块的平衡位置为坐标原点,沿斜面向下为正方向建立坐标轴,用x表示物块相对于平衡位置的位移,证明物块做简谐运动;
(3)求弹簧的最大伸长量;
(4)为使斜面始终处于静止状态,动摩擦因数?应满足什么条件(假设滑动摩擦力等于最大静摩擦力)?
【答案】(1) l'?mgsinamgsinal?l(2) 见答案(3)?x??KK4(4)
lcosa?mgsinacosa4 ??lMg?mgsinacosa?Ksina4K【解析】(1)设弹簧总长为l',形变量为?l 则K?l?k(l'?l)mgsina 所以l'?mgsina?lk
(2013·福建卷)21.(19分)质量为M、长为3L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。
?现让杆和环均静止悬挂在空中,如图甲,求绳中拉力的大小;
?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?
【答案】?
6323mg;?①斜向上。g;②(M?m)g,方向与水平方向成α=60°
334
【解析】?设平衡时绳中的拉力大小为T,绳与竖直方向间的夹角为θ,小球还受重力mg,如右图所示,根据共点力平衡条件,在竖直方向上有:2Tcosθ=mg ①
由图中几何关系有: sinθ=
3L/2 ② 3L/2又有sin2θ+cos2θ=1 ③ 由①②③式联立解得:T=
6mg 4Fcosα=(M+m)a ⑧
在竖直方向上有:
Fsinα=(M+m)g ⑨ 又有
sin2α+cos2α=1 ⑩ 由⑦⑧⑨⑩式联立解得:F=
23 (M?m)g,α=60°
3【考点定位】本题主要考查了共点力平衡条件、牛顿第二定律的应用及整体法与隔离法的灵活使用问题,难度中等。
(2013·山东卷)22.(15分)如图所示,一质量m=0.4kg的小物块,以V0=2m/s的初速度,在与斜面成某一夹角的拉力F作用下,沿斜面向上做匀加速运动,经t=2s的时间物块由A点运动到B点,A、B之间的距离L=10m。已知斜面倾角θ=30o,物块与斜面之间的动摩擦因数??3。重力加速度g取10 m/s2. 3
(1)求物块加速度的大小及到达B点时速度的大小。
(2)拉力F与斜面的夹角多大时,拉力F最小?拉力F的最小值是多少?
最大值时,对应的F值最小,当?=30°时,cos??323,故sin?的值最大,为33Fmin?2.63N。
【考点定位】匀变速直线运动的基本规律,受力分析,力的正交分解,牛顿第二定律,运用数学知识求极值。
(2013·上海卷)25.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 不变