3.5整体法和隔离法分析平衡问题 练习(含答案)

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名称 3.5整体法和隔离法分析平衡问题 练习(含答案)
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资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2022-02-24 12:43:37

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整体法和隔离法分析平衡问题
1、 如图所示,滑块A置于水平地面上,滑块B在一水平力作用下紧靠滑块A(A、B接触面竖直),此时A恰好不滑动,B刚好不下滑。已知A与B间的动摩擦因数为,A与地面间的动摩擦因数为,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。A与B的质量之比为( )
A .
B .
C .
D .
2、在水平地面上放置一倾角为α的斜面.A、B两物块如图叠放,并一起沿斜面匀速下滑。则( )
A .A、B间无摩擦力
B .B与斜面间的动摩擦因数μ=tanα
C .斜面受到水平面的摩擦力方向向左
D .B对斜面的摩擦力方向沿斜面向下
3、质量为m的物体在沿斜面向上的拉力F作用下沿放在水平地面上的质量为M的粗糙斜面匀速下滑,此过程中斜面体保持静止,则( )
A .地面对斜面体没有摩擦力
B .地面给斜面体的摩擦力的方向水平向右
C .斜面体受到地面的支持力为(M+m)g
D .斜面体受到地面的支持力小于(M+m)g
4、如图所示,轻绳两端分别与A、C两物体相连接,mA=1kg,mB=2kg,mC=3kg,物体A、B、C之间及C与地面间的动摩擦因数均为μ=0.1,轻绳与滑轮间的摩擦可忽略不计,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力.若要用力将C物体拉动,则作用在C物体上水平向左的拉力最小为(取g=10m/s2)(  )
A.6 N B.8 N C.10 N D.12 N
5、有三个相同的物体叠放在一起,置于粗糙水平面上,物体之间不光滑,如图所示.现用一水平力F作用在B物体上,物体仍保持静止,下列说法正确的是( )
A .C受到地面的摩擦力大小为F,方向水平向左
B .A受到水平向右的摩擦力作用
C .B对C的摩擦力方向为水平向左
D .C和地面间无摩擦力的作用
6、如图所示,两段等长细线串接着两个质量相等的小球a、b,悬挂于O点.现在两个小球上分别加上水平方向的外力,其中作用在b球上的力大小为F、作用在a球上的力大小为2F,则此装置平衡时的位置可能是下列哪幅图( )
A .
B .
C .
D .
7、如图所示,固定斜面C的倾角为θ,物体A放在斜面C上,物体B叠放在物体A上,A、B的质量均为m,且上、下表面均与斜面平行,A、B﹣起沿斜面匀速下滑,则( )
A .A与B之间没有静摩擦力
B .A受到B的静摩擦力方向沿斜面向下
C .A受到斜面的滑动摩擦力大小为2mg sinθ
D .A与B之间的动摩擦因数μ=tanθ
8、如图甲所示,一物块在粗糙斜面上,在平行斜面向上的外力F作用下,斜面和物块始终处于静止状态.当外力F按照图乙所示规律变化时,下列说法正确的是( )
A .地面对斜面的摩擦力逐渐减小
B .地面对斜面的摩擦力逐渐增大
C .物块对斜面的摩擦力可能一直增大
D .物块对斜面的摩擦力可能一直减小
9、如图,天花板下悬挂着用两根长为L=1.0m的细线连接a、b两个小球,悬点为O.a球质量ma=0.7kg,b球质量为mh=0.9kg.现在b球上施加一从零开始缓慢增大的水平力F,当F=12N时,这个力不再变化时,设oa细线与竖直方向的夹角设为α,ab细线与竖直方向之间的夹角为β,和oa细线的拉力为F1,ab细线的拉力为F2,下列判断正确的是(  )
A.cosα=0.8 F1=15N B.sinα=0.6 F1=20N
C.cosβ=0.6 F2=15N D.sinβ=0.8 F2=20N
10、轻绳一端系在质量为m的物体A上,另一端系在一个套在倾斜粗糙杆MN的圆环上.现用平行于杆的力F拉住绳子上一点O,使物体A从图中实线位置缓慢上升到虚线位置,并且圆环仍保持在原来位置不动.则在这一过程中.环对杆的摩擦力Ff和环对杆的压力FN的变化情况是(  )
A.Ff保持不变,FN逐渐增大
B.Ff保持不变,FN逐渐减小
C.Ff逐渐减小,FN保持不变
D.Ff逐渐增大,FN保持不变
11、如图所示,半圆柱体P放在粗糙的水平地面上,其右端有固定放置的竖向挡板MN,在P和MN之间放有一个光滑均匀的小圆柱体Q,整个装置处于静止状态,若用外力使MN保持竖直且缓慢向右移动,在Q落到地面以前,发现P始终保持静止,在此过程中(  )
A.MN对Q的弹力逐渐减小
B.Q所受的合力逐渐增大
C.地面对P的磨擦力逐渐增大
D.P、Q间的弹力先减小后增大
12、在粗糙水平地面上与墙平行放着一个截面为半圆的柱状物体A,A与竖直墙之间放一光滑圆球B,整个装置处于静止状态.现对B加一竖直向下的力F,F的作用线通过球心,设墙对B的作用力为F1,B对A的作用力为F2,地面对A的作用力为F3.若F缓慢增大而整个装置仍保持静止,截面如图所示,在此过程中(  )
A.F1缓慢增大,F3缓慢增大
B.F1缓慢增大,F3保持不变
C.F2保持不变,F3缓慢增大
D.F2缓慢增大,F3保持不变
13、在固定于地面的斜面上垂直斜面安放一块挡板,截面为1/4圆的柱状物体甲放在斜面上,半径与甲半径相等的光滑球体乙被夹在甲与挡板之间,球体乙没有与斜面接触而处于静止状态,如图所示.在球心O1处对甲实施一个平行于斜面下的力F,使甲沿斜面方向缓慢地移动,直至甲与挡板接触为止,设乙对挡板的压力为F1,甲对斜面的压力为F2,则在此过程中(  )
A.F1缓慢增大,F2缓慢增大
B.F1缓慢增大,F2缓慢减小
C.F1缓慢减小,F2缓慢减小
D.F1缓慢减小,F2始终不变
14、如图所示,在粗糙水平地面上放着一个截面为四分之一圆弧的柱状物体A,A的左端紧靠竖直墙,A与竖直墙之间放一光滑圆球B,整个装置处于静止状态,若把A向右移动少许后,它们仍处于静止状态,则(  )
A.球B对墙的压力增大
B.物体A与球B之间的作用力减小
C.地面对物体A的摩擦力减小
D.物体A对地面的压力减小
15、如图所示,水平细杆上套一细环A,环A和球B间用一轻质细绳相连,质量分别为mA、mB(mA>mB),B球受到水平风力作用,细绳与竖直方向的夹角为θ,A环与B球都保持静止,则下列说法正确的是(  )
A.B球受到的风力大小为mAgsinθ
B.当风力增大时,杆对A环的支持力不变
C.A环与水平细杆间的动摩擦因数为
D.当风力增大时,轻质绳对B球的拉力仍保持不变
16、如图,水平细杆上套一质量为0.54kg的小环A,用轻绳将质量为0.5kg的小球B与A相连.B受到始终与水平成53°角的风力作用,与A一起向右匀速运动,此时轻绳与水平方向夹角为37°,运动过程中B球始终在水平细杆的下方,则(  )(取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8).
A.B受到的风力大小为2N
B.A与杆间的动摩擦因数为
C.绳对B的拉力随着风力的减小而减小
D.杆对A的支持力随着风力的增加而减小
17、如图所示,倾角为θ的斜面体C置于水平地面上,小物块B置于斜面上,通过细绳跨过光滑的定滑轮与物体A相连接,连接B的一段细绳与斜面平行,已知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.C有沿地面向右滑动的趋势,一定受到地面向左的摩擦力
D.将细绳剪断,若B依然静止在斜面上,此时水平面对C的摩擦力为零
18、如图所示,在水平面上放着两个木块a和b,质量分别为ma,mb,它们与水平面间的动摩擦因数为μ.两木块之间连接一个劲度系数为k的轻弹簧,弹簧原长为L.对b施加水平向右的拉力F,a,b以相同的速度做匀速直线运动,弹簧的伸长量为x.则下列关系正确的是(  )
A.弹簧的拉力等于μmag
B.b受的合力为0
C.拉力F为μ(mag+mbg)+kx
D.a、b之间的距离为L+
19、如图所示,物块A放在直角三角形斜面体B上面,B放在弹簧上面并紧挨着竖直墙壁,初始时A、B静止。现用力F沿斜面向上推A,但A、B并未运动。下列说法中正确的是( )
A .A、B之间的摩擦力可能大小不变
B .A、B之间的摩擦力一定变小
C .B与墙之间可能没有摩擦力
D .弹簧弹力一定不变
20、如图,粗糙的水平地面上有一斜劈,斜劈上一物块正在沿斜面以速度匀速下滑,斜劈保持静止,则地面对斜劈的摩擦力( )
A .等于零
B . 不为零,方向向右
C .不为零,方向向左
D . 不为零,较大时方向向左,较小时方向向右
21、如图所示,重为G的光滑球在倾角为θ的斜面和竖直墙壁之间处于静止状态.若将斜面换成材料和质量相同,但倾角θ稍小一些的斜面,以下判断正确的是(  )
A.球对斜面的压力变小 B.球对斜面的压力变大
C.斜面可能向左滑动 D.斜面仍将保持静止
22、如图所示,在光滑水平地面上与竖直墙壁平行放置一个截面为四分之一圆的光滑柱状物体A,A与竖直墙壁之间悬放一个光滑圆球B,为使整个装置处于静止状态,需对A右侧竖直面施加一水平向左的推力F.现将A向左移动一段较小的距离使整个装置仍保持静止状态,关于移动前后两个静止状态受力情况的比较,下列说法正确的是(  )
A.推力F变小 B.地面受到的压力变小
C.墙壁对B的弹力变大 D.A对B的弹力变大
23、如图所示,两段等长细线串接着两个质量相等的小球a、b,悬挂于O点.现在两个小球上分别加上水平方向的外力,其中作用在b球上的力大小为F、作用在a球上的力大小为2F,则此装置平衡时的位置可能是下列哪幅图(  )
A. B. C. D.
24、半圆柱体P放在粗糙的水平地面上,其右端有固定放置的竖直档板MN在半圆柱体P和挡板MN之间放有一个光滑均匀的小圆柱体Q,整个装置处于静止,如图所示为这个装置的截面图.现使MN保持竖直并且缓慢地向右平移,在Q滑落到地面之前,P始终保持静止.在此过程中,下列说法中正确的是(  )
A.MN对Q的弹力逐渐减小
B.P对Q的弹力先减小后增大
C.Q所受的合力逐渐增大
D.地面对P的摩擦力逐渐增大
25、轻绳一端系在质量为m的物体A上,另一端系在一个套在粗糙竖直杆MN的圆环上.现用水平力F拉住绳子上一点O,使物体A从图中实线位置缓慢下降到虚线位置,但圆环仍保持在原来位置不动.则在这一过程中,环对杆的摩擦力F1和环对杆的压力F2的变化情况是(  )
A.F1保持不变,F2逐渐增大
B.F1逐渐增大,F2保持不变
C.F1逐渐减小,F2保持不变
D.F1保持不变,F2逐渐减小
26、如图所示,水平面上两物体 ml、m2经一细绳相连,各接触面都粗糙,在水平力F的作用下处于静止状态,则连接两物体绳中的张力可能为(  )
A.零 B. C.F D.大于F
27、如图所示,人重600N,木板重400N,人与木板、木板与地面间的动摩擦因数均为0.2,现在人用水平拉力拉绳,使他与木板一起向右匀速运动,则(  )
A.人拉绳的力是200N
B.人拉绳的力是100N
C.人的脚给木板的摩擦力方向水平向右
D.人的脚给木板的摩擦力方向水平向左
28、如图所示,质量为M的楔形物A静置在水平地面上,其斜面的倾角为θ.斜面上有一质量为m的小物块B,B与斜面之间存在摩擦.用恒力F沿斜面向上拉B使之匀速上滑.在B运动的过程中,楔形物块A始终保持静止.关于相互间作用力的描述正确的有(  )
A.B给A的压力大小为mgcosθ
B.B给A的摩擦力大小为F
C.地面受到的摩擦力大小为Fcosθ
D.地面受到的压力大小为(M+m)g-Fsinθ
29、一端装有定滑轮的粗糙斜面体放在地面上,A、B两物体通过细绳连接,并处于静止状态(不计绳的质量和绳与滑轮间的摩擦),如图所示.现用水平力F作用于物体B上,缓慢拉开一小角度,此过程中斜面体与物体A仍然静止.则下列说法正确的是(  )
A.水平力F一定变大
B.物体A所受斜面体的摩擦力一定变大
C.物体A所受斜面体的支持力一定不变
D.斜面体所受地面的支持力一定不变
30、如图所示,质量为m的物体A在沿斜面向上的拉力F作用下沿斜面匀速下滑,此过程斜面体B仍静止,斜面体的质量为M,则水平地面对斜面体(  )
A.有水平向左的摩擦力
B.物块A受的滑动摩擦力大小与mgsinθ的大小关系无法判断
C.支持力为(m+M)g
D.支持力小于(m+M)g
1、答案:
B
试题分析:
对A、B整体和B物体分别受力分析,然后根据平衡条件列式后联立求解即可。
解:对A、B整体分析,受重力、支持力、推力和最大静摩擦力,根据平衡条件,有:
F=(+)g ①
再对物体B分析,受推力、重力、向左的支持力和向上的最大静摩擦力,根据平衡条件,有:
水平方向:F=N
竖直方向:g=f
其中:f=N
联立有:g=F ②
联立①②解得
=
故选:B.
2、答案:
BD
试题分析:
两物块A、B叠放在一起,共同沿固定在水平地面上倾角为α的斜面匀速下滑.两物体均处于平衡状态,隔离对A和对整体分析,判断摩擦力的方向.
解:
选项A:因为A处于平衡状态,A受重力、支持力以及B对A的静摩擦力平衡,知A、B间有摩擦力.故A错误.
选项BD:A、B能一起匀速下滑,对整体分析,受重力、支持力和滑动摩擦力,有:Mgsinθ=μMgcosθ,可得μ=tanα.斜面对B的摩擦力方向沿斜面向上,所以B对斜面的摩擦力方向沿斜面向下.故B、D正确.
选项C:A、B能一起匀速下滑,对整体分析,受重力、支持力和滑动摩擦力,支持力与滑动摩擦力的合力与重力平衡;根据牛顿第三定律,B对斜面有:压力、滑动摩擦力,二者的合力向下,故C错误;
故选:BD.
3、答案:
D
试题分析:
对整体分析,通过共点力平衡求出地面的摩擦力和支持力的大小.
解:
整体受力如图所示,
根据共点力平衡得,地面的摩擦力f=Fcosθ,分析水平向左.支持力的大小N=(M+m)g-Fsinθ,小于(M+m)g.故D正确,A、B、C错误.
故选:D.
4、答案:
B
试题分析:先求出A、B间最大摩擦力,若要用力将B物体拉动,绳子的拉力至少等于A所受的最大静摩擦力;再求解BC间的最大静摩擦力;判断B的运动情况;最后再对B、C两个物体组成的整体进行研究,由平衡条件求解水平拉力的最小值.
试题解析:A、B间最大静摩擦力为:
fm1=μmAg=0.1×10N=1N
当B刚要拉动时,右侧绳子的拉力至少等于A、B间最大静摩擦力,即:
T=fm1=1N
B、C间的最大静摩擦力:
fm2=μ(mA+mB)g=0.1×(10+20)N=3N
故A、B间最大静摩擦力小,AB间先滑动;
C与地面间的最大静摩擦力:
fm3=μ(mA+mB+mC)g=0.1×(10+20+30)N=6N
再对B、C两个物体组成的整体进行研究,由平衡条件得到,水平向左的拉力最小值为:
F=fm1+fm3+T=1+1+6=8N
故选:B.
5、答案:
A
试题分析:
先后隔离物体A、B、整体进行受力分析,结合共点力平衡条件分析。
解:选项A:对整体受力分析,水平方向整体受到拉力与受到地面对C的水平向左的静摩擦力,故A正确,D错误;
选项B:对A受力分析,受重力和支持力,不受到摩擦力作用,故B错误;
选项C:对AB整体受力分析,水平方向受拉力和向左的摩擦力,根据平衡条件,B对C的摩擦力大小为F,方向水平向右,故C错误;
故选:A.
6、答案:
C
试题分析:
以整体为研究对象,分析受力情况,确定上面绳子oa的方向,再以下面的小球为研究对象,分析受力,根据平衡条件确定下面绳子的方向。
解:
设每个球的质量为m,oa与ab和竖直方向的夹角分别为α、β.
以两个小球组成的整体为研究对象,分析受力情况,如图1,根据平衡条件可知,oa绳的方向不可能沿竖直方向,否则整体的合力不为零,不能保持平衡.
由平衡条件得:tanα= ,
以b球为研究对象,分析受力情况,如图2,由平衡条件得:tanβ=,则α<β.故C正确.
故选C.
7、答案:
BC
试题分析:
对B物体受力分析,根据共点力平衡可以得出A受力的情况,得出AB间摩擦力的大小及方向.再对整体受力分析可得出A受斜面的摩擦力情况
解:选项A:对B受力分析可知,B受重力、支持力;将重力分解可知重力有沿斜面向下的分力,要使B能匀速下滑,受力一定平衡,故A对B应有沿斜面向上的摩擦力,故A错误;
选项B:由牛顿第三定律可知,A受到B的摩擦力应沿斜面向下,故B正确;
选项C:对AB整体分析,并将整体重力分解,可知沿斜面方向上,重力的分力与摩擦力等大反向,故A受的滑动摩擦力沿斜面向上,大小为2mgsinθ,故C正确;
选项D:A与B间的摩擦力为静摩擦力,无法根据滑动摩擦力的公式求解动摩擦因数,故D错误.
故选:BC.
8、答案:
AC
试题分析:
对物体受力分析,受重力、支持力、拉力和静摩擦力;结合平衡条件分析物块与斜面间摩擦力大小的变化.对整体分析,通过水平方向平衡分析地面对斜面体摩擦力大小的变化
解:
选项A、对整体分析,水平方向上平衡,有Fcosθ=f,知地面对斜面的摩擦力逐渐减小.故A正确,B错误.
选项C、对物块分析,受重力、支持力、拉力和摩擦力处于平衡,若拉力的最大值大于重力的下滑分力,静摩擦力沿着斜面向下,则:F-f-mgsinθ=0,故拉力减小后,静摩擦力先减小后反向增加;
若拉力的最大值小于重力的下滑分力,静摩擦力沿着斜面向上,则:F+f-mgsinθ=0,故拉力减小后,静摩擦力一直增大.故C正确,D错误.
故选:AC
9、答案:
BC
试题分析:根据平衡条件求出力F作用下两绳与竖直方向的夹角和力的大小即可.
试题解析:由题意知,力F作用过程中系统始终处于平衡状态,当F=12N时,把a、b看成整体,受力分析如图
F1cosα=(ma+mb)g
F1sinα=F
解得:cosα=0.8,sinα=0.6,F1=20N
b球受力分析如图
F2cosβ=mbg
F2sinβ=F
解得:cosβ=0.6,sinβ=0.8,F2=15N
故选:BC
10、答案:
D
先对结点O受力分析,受物体的拉力(等于重力)、拉力F和绳子的拉力T,根据平衡条件,结合三角形定则作图,如图所示:
物体A从图中实线位置缓慢上升到虚线位置,拉力F增加;
再对环和物体整体受力分析,受重力、拉力、支持力和摩擦力,如图所示:
根据平衡条件,有:
垂直杆方向:N=Gcosθ,即支持力不变;
平行杆方向:F+Gsinθ-f=0,即f=F+Gsinθ增加;
根据牛顿第三定律,环对杆的摩擦力Ff增加;环对杆的压力FN不变;
故选:D.
11、答案:
C
先对Q受力分析,受重力、P对Q的支持力和MN对Q的支持力,如图
根据共点力平衡条件,有:
N1=
N2=mgtanθ
再对P、Q整体受力分析,受重力、地面支持力、MN挡板对其向左的支持力和地面对其向右的支持力,如图
根据共点力平衡条件,有:
f=N2
N=(M+m)g
故:f=mgtanθ
MN保持竖直且缓慢地向右移动过程中,角θ不断变大,故f变大,N不变,N1变大,N2变大,P、Q受到的合力一直为零;
故选:C.
12、答案:
A
试题分析:先以B球为研究对象,分析受力,根据平衡条件分析墙对B的作用力F1、A对B的作用力F2的变化,再以整体为研究对象,分析受力,由平衡条件分析地面对A的支持力和摩擦力的变化,判断地面对A的作用力为F3的变化情况.
试题解析:以B球为研究对象,受力如图,由平衡条件得:
墙对B的作用力 F1=(F+GB)tanα,当F增大时,F1缓慢增大.
A对B的作用力 F2=F1sinα,F1缓慢增大,则F2缓慢增大.
再以整体为研究对象,受力如图.则有
地面对A的支持力 N=GA+GB+F,则N缓慢增大.
地面对A的摩擦力f=F1,则地面对A的摩擦力f,地面对A的作用力为F3是N和f的合力,所以F3缓慢增大.
故选:A
13、答案:
D
先对物体乙受力分析,受重力、挡板的支持力和甲物体的支持力,如图
根据平衡条件,结合几何关系可以看出挡板的支持力不断减小,根据牛顿第三定律,球甲对挡板的压力不断减小,故A错误,B错误;
再对甲与乙整体受力分析,受重力、斜面的支持力、挡板的支持力和已知力F,如图
根据平衡条件,有
x方向:F+(M+m)gsinθ-F1=0
y方向:F2-(M+m)gcosθ=0
解得:
F2=(M+m)gcosθ
结合牛顿第三定律,物体乙对斜面的压力不变,故C错误,D正确;
故选D.
14、答案:
BC
对小球B受力分析,作出平行四边形如图所示:
A滑动前,B球受墙壁及A的弹力的合力与重力大小相等,方向相反;如图中实线所示;而将A向外平移后,B受弹力的方向将上移,如虚线所示,但B仍受力平衡,由图可知A球对B的弹力及墙壁对球的弹力均减小;故A错误,B正确;
以AB为整体分析,水平方向上受墙壁的弹力和地面的摩擦力而处于平衡状态,弹力减小,故摩擦力减小,故C正确;
竖直方向上受重力及地面的支持力,两物体的重力不变,故A对地面的压力不变,故D错误;
故选BC.
15、答案:
B
试题分析:先对球B受力分析,受重力、风力和拉力,根据共点力平衡条件列式分析;对A、B两物体组成的整体受力分析,受重力、支持力、风力和水平向左的摩擦力,再再次根据共点力平衡条件列式分析各力的变化.
试题解析:A、对球B受力分析,受重力、风力和拉力,如左图,
由几何知识,风力:F=mBgtanθ,故A错误;
B、把环和球当作一个整体,对其受力分析,受重力(mA+mB)g、支持力N、风力F和向左的摩擦力f,如右图,
根据共点力平衡条件可得:
杆对A环的支持力:N=(mA+mB)g
可见,当风力增大时,杆对A环的支持力不变,B正确;
C、A所受摩擦力为静摩擦力,动摩擦因数为μ不能由滑动摩擦力公式求出,故C错误;
D、由左图可得绳对B球的拉力:T=
当风力增大时,θ增大,则T增大.故D错误.
故选:B.
16、答案:
BD
试题分析:先对B球受力分析,受重力、风力和细线的拉力,根据平衡条件求解出细线的拉力;然后对环研究,受重力、细线的拉力、支持力和滑动摩擦力,根据平衡条件并结合正交分解法列式求解.
试题解析:对B球受力分析,受重力、风力和细线的拉力,如图所示:
根据平衡条件,有:
T=mgsinθ=mgsin37° ①
F=mgcosθ=mgcos37° ②
再对小环A受力分析,重力、细线的拉力、支持力和滑动摩擦力,如图所示:
根据平衡条件,有:
f=Tcos37° ③
N=G′+Tsin37° ④
由①②③④解得:
T=3N
F=4N
N=7.2N
f=2.4N
A、由于风力为4N,故A错误;
B、A与杆间的动摩擦因数:μ=,故B正确;
C、风力越大,绳子与水平方向的夹角θ越小,绳子的拉力mgsinθ越大,故C错误;
D、对AB整体,风力越大,竖直方向风力的分力也越大,故支持力越小,故D正确;
故选:BD.
17、答案:
CD
试题分析:以B为研究对象,分析绳子的拉力与重力沿斜面向下的分力的关系,判断B是否受到C的摩擦力.以B、C整体为研究对象,根据平衡条件分析水平面的摩擦力.
试题解析:设A、B、C的重力分别为GA、GB、GC.
A、若GA=GBsinθ,B相对于C没有运动趋势,不受到C的摩擦力.故A错误.
BC、以B、C整体为研究对象,分析受力如图,根据平衡条件得:
地面对C的摩擦力f=Fcosθ=GAcosθ,方向水平向左,说明C有沿地面向右滑动的趋势.故B错误,C正确.
D、将细绳剪断,若B依然静止在斜面上,则以B、C整体为研究对象得到,f=0,即水平面对C的摩擦力为零.故D正确.
故选CD
18、答案:
AB
试题分析:当两木块一起匀速运动时,木块a受到重力、弹簧的拉力、地面的支持力和摩擦力而平衡,对a,根据平衡条件求出弹簧的弹力等于摩擦力.
b做匀速运动,处于平衡状态,根据平衡条件b所受的合力为零.对ab整体研究,根据平衡条件可知拉力F等于整体所受的滑动摩擦力.
由胡克定律求出弹簧伸长的长度,再求解两木块之间的距离.
试题解析:A、对木块a受力分析如图:
根据平衡条件弹簧的弹力F=μmag,故A正确.
B、根据平衡条件,b做匀速直线运动,则b所受的合力一定为0.故B正确.
C、由于a、b以相同的速度一起做匀速直线运动,所以可以把a、b看成整体研究,整体受重力(ma+mb)g、支持力FN=(ma+mb)g、摩擦力f=μFN、拉力F.
根据平衡条件,F=f=f=μFN=μ(ma+mb)g.故C错误.
D、由胡克定律:F=kx
整理:x==
所以弹簧的长度为:L+x=L+.故D错误.
故选:AB.
19、答案:
AD
试题分析:
隔离对A分析,通过A受力平衡判断A、B之间摩擦力的变化.通过对整体分析,抓住AB不动,弹簧的弹力不变,判断B与墙之间有无摩擦力.
解:选项AB:对A,开始受重力、B对A的支持力和静摩擦力平衡,当施加F后,仍然处于静止,开始A所受的静摩擦力大小为gsinθ,若F=2gsinθ,则A、B之间的摩擦力大小可能不变.故A正确,B错误.
选项CD:对整体分析,由于AB不动,弹簧的形变量不变,则弹簧的弹力不变,开始弹簧的弹力等于A、B的总重力,施加F后,弹簧的弹力不变,总重力不变,根据平衡知,则B与墙之间一定有摩擦力.故C错误,D正确.
故选:AD.
20、答案:
A
试题分析:
在研究力和运动关系的问题时,常会涉及相互关联的物体间的相互作用问题,即“连接体问题”.连接体问题一般是指由两个或两个以上物体所构成的有某种关联的系统.研究此系统的受力或运动时,求解问题的关键是研究对象的选取和转换.一般若讨论的问题不涉及系统内部的作用力时,可以以整个系统为研究对象列方程求解--“整体法”;若涉及系统中各物体间的相互作用,则应以系统某一部分为研究对象列方程求解--“隔离法”.这样,便将物体间的内力转化为外力,从而体现其作用效果,使问题得以求解.在求解连接体问题时,隔离法与整体法相互依存,相互补充,交替使用,形成一个完整的统一体,可以分别列方程求解.本题中由于小木块与斜面体间有相对滑动,但无相对加速度,可以当作两物体间相对静止,摩擦力达到最大静摩擦力的情况,然后运用整体法研究.
解:斜劈和物块都平衡,受力的大小和方向情况与两物体间相对静止且摩擦力达到最大静摩擦力的情况相同,故可以对斜劈和物块整体受力分析
受重力和支持力,二力平衡,无摩擦力;
故选:A.
21、答案:
AD
试题分析:先以小球为研究对象,分析受力情况,作出力图,由平衡条件得到斜面对球的支持力与θ的关系式,分析支持力的变化,即可知道球对斜面的压力变化;再对球和斜面整体研究,根据平衡条件,分析地面对斜面的静摩擦力变化,即可判断斜面能否保持静止.
试题解析:A、B以球为研究对象,它受到重力mg,斜面对它的支持力N1,墙壁对它的弹力F的作用而处于平衡状态,如右图所示.
根据平衡条件有:N1 cosθ=mg,N1sinθ=F,解得F=mgtanθ,所以静摩擦力f=F=mgtanθ,N1=.倾角θ减小时,N1 变小,F变小,由牛顿第三定律知球对斜面的压力变小,故A正确,B错误.
C、D选取球(m)和斜面(M)这个整体为研究对象,受到重力(M+m)g,地面支持力N,墙壁的弹力F和地面的静摩擦力f的作用而处于平衡状态.如左图所示.
根据平衡条件有:N-(M+m)g=0,F=f. 倾角θ减小时,静摩擦力f减小,斜面仍将保持静止,故C错误,D正确.
故选AD
22、答案:
A
试题分析:先以小球为研究对象,分析受力情况,根据平衡条件,运用图解法得到柱状物体对球的弹力和墙对球的弹力如何变化,再对整体研究,分析推力F和地面的支持力如何变化.
试题解析:先以小球为研究对象,分析受力情况,当柱状物体向左移动时,N2与竖直方向的夹角减小,由图1看出,
柱状物体对球的弹力N2与墙对球的弹力N1均减小.则由牛顿第三定律得知,球对柱状物体的弹力减小.
再对整体分析受力如图2所示,由平衡条件得知,
F=N1,推力F变小.地面对整体的支持力N=G总,保持不变.故A正确.
故选A.
23、答案:
C
试题分析:以整体为研究对象,分析受力情况,确定上面绳子oa的方向,再以下面的小球为研究对象,分析受力,根据平衡条件确定下面绳子的方向.
试题解析:设每个球的质量为m,oa与ab和竖直方向的夹角分别为α、β.
以两个小球组成的整体为研究对象,分析受力情况,如图1,根据平衡条件可知,oa绳的方向不可能沿竖直方向,否则整体的合力不为零,不能保持平衡.
由平衡条件得:tanα=,
以b球为研究对象,分析受力情况,如图2,由平衡条件得:tanβ=,则α<β.故C正确.
故选C.
24、答案:
D
试题分析:先以小球Q为研究对象,分析受力情况.使MN保持竖直并且缓慢地向右平移的过程中,Q的合力为零,由共点力平衡条件得到MN对Q的弹力和P对Q的弹力与夹角α的关系,分析其变化,再对PQ整体研究,分析地面对P的摩擦力的变化情况.
试题解析:A、B、C以小球Q为研究对象,分析受力情况如图,使MN保持竖直并且缓慢地向右平移的过程中,Q的合力保持为零,由由共点力平衡条件得
MN对Q的弹力F2=Gtanα,P对Q的弹力F1=
使MN保持竖直并且缓慢地向右平移的过程中,α增大,则tanα增大,cosα减小,所以F2增大,F1增大.故ABC均错误.
D、再对整体分析可知,水平方向上两物体只受F2及摩擦力,由二力平衡可知,地面对P的摩擦力大小逐渐增大.故D正确.
故选D
25、答案:
D
以圆环、物体A及轻绳整体为研究对象,分析受力情况,作出力图如图1所示. 根据平衡条件得到,
杆对环的摩擦力F1=G,保持不变.
杆对环的弹力F2=F.
再以结点O为研究对象,分析受力情况,作出力图如图2所示.
由平衡条件得到
F=mgtanθ
当物体A从图中实线位置缓慢下降到虚线位置过程中,θ逐渐减小,则F逐渐减小,F2逐渐减小.所以F1保持不变,F2逐渐减小.
故选D.
26、答案:
AB
试题分析:涉及到多个物体时,通常可以用整体法和隔离法,先用整体法可以求得共同的加速度等,再用隔离法分析单个物体的受力情况,即绳的张力的情况.
试题解析:当力F比较小时,小于m2受到的静摩擦力,此时m2不会运动,连接两物体绳没有伸长的趋势,不会有拉力产生,
所以连接两物体的绳中的张力可能为0,故A正确.
当F逐渐增大,增大到 ml、m2将要一起运动时,此时对整体受力分析得,
F-μ(m1+m2)g=(m1+m2)a--------------①
设绳的拉力为T,对ml受力分析得,
T-μm1g=m1a------------------②
由①②可得,T=F,
所以当 ml=m2时T=F,故B正确,
由T=F分析可知,T不可能等于和大于F,所以CD错误.
故选:A、B.
27、答案:
BC
试题分析:先以整体为研究对象,对整体进行受力分析,由共点力的平衡可求得人拉绳子的力;再对人受力分析,可求得人与地板间的摩擦力.
试题解析:以整体为研究对象,整体在水平方向受拉力和摩擦力,由共点力的平衡可知:2F=μ(m+M)g
解得:F=100N,故A错误,B正确;
以人为研究对象,人受拉力及摩擦力而处于平衡,拉力向右,则摩擦力向左;而人对木板的摩擦力与木板对人的摩擦力大小相等,方向相反,故人的脚给木板的摩擦力方向水平向右,故C正确,D错误;
故选BC.
28、答案:
ACD
试题分析:物体A静止,物体B匀速直线运动,所以物体A和B均处于平衡状态,分别进行受力分析,求解力的大小.
试题解析:A、对物体B分别受力分析如图:
根据平衡条件:N=mgcosθ,由牛顿第三定律得:B对A的压力大小为mgcosθ,故A正确;
B、F=f+mgsinθ.则f=F-mgsinθ.由牛顿第三定律得:B给A的摩擦力大小为:F-mgsinθ.故B错误.
C、因为AB均处于平衡状态,所以可以看做一个整体.
对AB组成的整体受力分析,如图:
水平方向:f=Fcosθ,故C正确;
竖直方向:(M+m)g=N+Fsinθ,即:N=(M+m)g-Fsinθ,故D正确.
故选:ACD.
29、答案:
ACD
试题分析:先对物体B受力分析,根据共点力平衡条件求出绳子的拉力T和F,分析F如何变化;再对木块A受力分析,同样根据共点力平衡条件得出各个力的情况,分析支持力和摩擦力的变化情况.
试题解析:A、对木块B受力分析,如图:根据共点力平衡条件,有:
F=mBgtanθ
T=
在缓慢拉开B的过程中,θ变大,tanθ,cosθ变小,F变大,T增大,故A正确;
B、C、物体A受重力、支持力、细线的拉力,可能没有静摩擦力,也可能有沿斜面向下的静摩擦力,还有可能受沿斜面向上的静摩擦力,故拉力T变大后,静摩擦力可能变小,也可能变大,支持力不变,故B错误,C正确;
D、对斜面体和木块A、B整体受力分析,由于一直平衡,支持力等于系统的总重力,保持不变.故D正确;
故选ACD.
30、答案:
AD
试题分析:利用整体法对AB组合体进行受力分析,并对拉力F沿水平和竖直两个方向进行正交分解,即可分析出答案
试题解析:
由于A匀速下滑、B静止不动,可将A、B视为整体,根据平衡条件可知,斜面体B应该受到地面对它施加的水平向左的静摩擦力Ff,满足Ff=Fcosθ,选项A对;竖直方向有N+Fsinθ=(m+M)g,选项D对,选项C错.
对物块A受力分析,物块A受到向上的拉力和向上的滑动摩擦力的和等于mgsinθ,
故物块A受的滑动摩擦力大小小于mgsinθ,B项错.
故答案为AD.
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