6. (2009年高考浙江理综卷)如图所示,质量为m的等边三棱柱静止在水平放置的斜面上.已知三棱柱与斜面之间的动摩擦因数为μ,斜面的倾角为30°,则斜面对三棱柱的支持力与摩擦力的大小分别为( )
31
A.2mg和2mg 11
C.2mg和2μmg
13B.2mg和2mg 33D.2mg和2μmg
解析:选A.三棱柱受重力、斜面的支持力和摩擦力三力平衡,故FN=mgcosθ31
=2mg,Ff=mgsinθ=2mg,A选项正确.
二、不定项选择题
7.均匀长杆一端搁在地面上,另一端用细线系在天花板上,如图所示的受力分析示意图中,正确的是( )
解析:选ACD.长杆处于平衡状态,其所受所有外力的合力为零,即水平方向和竖直方向的合力都要为零,显然选项A正确;B、C、D选项中,将F沿水平和竖直方向分解,水平方向满足平衡条件的还有C、D选项.综上可知,选项A、C、D正确.
8. (瑞安中学模拟)如图所示,水平细杆上套一环A,环A与球B间用一轻质绳相连,质量分别为mA、mB,由于B球受到风力作用,A与B球一起向右匀速运动.已知细绳与竖直方向的夹角为θ.则下列说法中正确的是( )
A.风力增大时,轻质绳对B球的拉力保持不变 B.B球受到的风力F为mBgtanθ
C.杆对A球的支持力随着风力的增加而增加 D.A球与水平细杆间的动摩擦因数为
mB mA+mB
解析:选B.以B球为研究对象,受到重力、风力和拉力,三力平衡,解三角mBg
形得到拉力FT=cosθ,风力F=mBgtanθ,A项错误,B项正确;利用整体法,水平有F=μ(mA+mB)g,解得μ=FNA=(mA+mB)g,C项错误.
9.(北京四中一模)如图所示,表面光滑的半圆柱体固定在水平面上,小物块在拉力F作用下从B点沿圆弧缓慢上滑至A点,此过程中F始终沿圆弧的切线方向,则( )
mBtanθ
,D项错误;竖直方向杆对A球的支持力
mA+mB
A.小物块受的支持力逐渐变大 B.小物块受的支持力先变小后变大 C.拉力F逐渐变小 D.拉力F先变大后变小
解析:选AC.小物块上升到圆弧最高点时,F减小为零;支持力最大,等于重力.
10.(衢州二中调研)如图所示,倾角为θ的斜面体C置于水平面上,B置于斜面上,通过细绳跨过光滑的定滑轮与A相连接,连接B的一段细绳与斜面平行,A、B、C都处于静止状态.则( )
A.B受到C的摩擦力一定不为零 B.C受到水平面的摩擦力一定为零
C.水平面对C的支持力与B、C的总重力大小相等
D.若将细绳剪断,B物体依然静止在斜面上,水平面对C的摩擦力为零 解析:选D.若绳对B的拉力恰好与B的重力沿斜面向下的分力相等,则B与C间的摩擦力为零,A项错误;利用整体法判断,C一定受到水平面向左的摩擦力,B项错误;同理在竖直方向利用整体法判断,水平面对C的支持力小于B、C的总重力,C项错误;利用整体法判断,剪断细绳后BC系统在水平方向不受外力作用,D项正确.
三、计算题
11. (杭州学军中学月考)如图所示,小球被轻质细绳系住斜吊着放在静止的光滑斜面上,设小球质量m=1 kg,斜面倾角α=30°,细绳与竖直方向夹角θ=30°,光滑斜面体的质量M=3 kg,置于粗糙水平面上.(g取10 m/s2)求:
(1)细绳对小球拉力的大小;
(2)地面对斜面体的摩擦力的大小和方向.
解析:(1)以小球为研究对象受力分析如图甲所示. 1
F=mg,FTcos30°=2F
11
mg22×1×10103
得FT=cos30°= N=3 N
32
(2)以小球和斜面整体为研究对象受力分析如图乙所示,因为系统静止,所以103153
Ff=FTsin30°=3×2 N=3 N,方向水平向左.
10353
答案:(1)3 N (2)3 N,方向水平向左
12. (湖南岳阳市一中质检)如图所示,两个完全相同的球,重力大小均为G,两球与水平地面间的动摩擦因数都为μ,且假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,一根轻绳两端固结在两个球上,在绳的中点施加一个竖直向上的拉力,
当绳被拉直后,两段绳间的夹角为α.问当F至少为多大时,两球将会发生滑动?
解析:对结点O受力分析如图甲所示,由平衡条件得:
F
F1=F2=
α 2cos2
α
对任一球(如右球)受力分析如图乙所示,球发生滑动的临界条件是:F2sin2=μFN.
α
又F2cos+FN=G.
2联立解得:F=
α. μ+tan22μG
答案:
α μ+tan2
2μG
课时7
第3章 牛顿运动定律
第一节 牛顿第一、第三定律
一、单项选择题
1.(金华一中检测)关于惯性,下列说法正确的是( ) A.静止的火车启动时速度变化缓慢,是因为火车静止时惯性大
B.战斗机投入战斗时,必须抛掉副油箱,是要减少惯性,保证其运动的灵活性
C.在绕地球运转的宇宙飞船内的物体处于失重状态,因而不存在惯性 D.乒乓球可以快速抽杀,是因为乒乓球惯性大的缘故
解析:选B.物体的质量是物体惯性大小的量度,物体的惯性是物体的固有属性,只与质量有关,与物体的运动状态无关,抛掉副油箱可以减小质量,故选B.
2.吊在大厅天花板上的吊扇的总重力为G,静止时固定杆对吊环的拉力大小为F,当接通电源,让扇叶转动起来后,吊杆对吊环的拉力大小为F′,则有( )
A.F=G,F′=F B.F=G,F′>F C.F=G,F′ 3.如图所示,物块P与木板Q叠放在水平地面上,木板Q对物块P的支持力的反作用力是( ) D.F′=G,F′>F A.物块P受到的重力 B.地面对木板Q的弹力 C.物块P对木板Q的压力 D.地球对木板Q的吸引力 解析:选C.两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,作用在同一条直线上,所以Q对P的支持力的反作用力是P对Q的压力. 4.(思维创新题)如图所示,一只盛水的容器固定在一个小车上,在容器中分