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共点力的平衡
一、单选题(本大题共5小题,共30分)
如图所示,电荷量-q,质量为m的滑块,沿固定绝缘斜面匀速下滑,现加一竖直向上的匀强电场,电场强度为E,以下判断中正确的是( )
A. 物体将沿斜面减速下滑 B. 物体将沿斜面加速下滑
C. 物体仍保持匀速下滑 D. 物体可能静止
(***@2018物理备课组整理)C
(物理备课组一组指导)【分析】
质量为m的滑块,沿固定绝缘斜面匀速下滑,没有电场时,应有重力沿下面向下的分量与摩擦力平衡;当加一竖直向上的匀强电场,电场强度为E,电场力向下,相当于增大了物体的重力,或相当于用质量大的物体更换质量小的物体,物体将仍保持匀速下滑。
本题要注意明确电场力的性质,当加一竖直向上的匀强电场时,相当于增大了物体的重力,在摩擦因数不变的情况下,物体仍保持匀速下滑。注意这种等效观点的应用。
【解答】
质量为m的滑块,沿固定绝缘斜面匀速下滑,设斜面倾角为θ,摩擦因数为μ,故mgsinθ=μmgcosθ,
当加一竖直向上的匀强电场,电场强度为E,电场力竖直向上,此时物体合力应为F=(mg+Eq)sinθ-μ(mg+Eq)cosθ,故F=0,物体仍保持匀速下滑,故C正确,ABD错误。
故选C。
如图所示,质量为M的斜面体A粗糙水平面上,用轻绳拴住质量为m的小球B置于斜面上,=30°,轻绳与斜面平行且另一端固定在竖直墙面上,不计小球与斜面间的摩擦,则( )
A. 斜面对小球的作用力大小为mg
B. 轻绳对小球的作用力大小为mg
C. 斜面体对水平面的压力大小为(M+m)g
D. 斜面体与水平面间的摩擦力大小为mg
(***@2018物理备课组整理)D
(物理备课组一组指导)解:A、以小球为研究对象受力分析,根据平衡条件,
垂直斜面方向:N=mgcos30°=mg,故A错误,
平行斜面方向:T=mgsin30°=mg,故B错误;
C、以斜面体和小球整体为研究对象受力分析,
竖直方向:N=(m+M)g-Tsin30°,故C错误;
水平方向:f=Tcos30°=mg,故D正确.
故选:D.
以小球为研究对象受力分析,根据平衡条件列方程求斜面和轻绳对小球的作用力;
以斜面体和小球整体为研究对象受力分析,根据平衡条件求斜面体受到的支持力和摩擦力.
本题采用隔离法和整体法结合研究两个物体的平衡问题,分析受力情况,作出力图是关键.
如图所示,光滑小球置于竖直墙壁和挡板间,挡板绕O点于图示位置缓慢转至水平的过程中,球对墙壁和挡板的压力如何变化( )
A. 对墙壁的压力减小,对挡板的压力也减小
B. 对墙壁的压力减小,对挡板的压力增大
C. 对墙壁的压力减小,对挡板的压力先增大后减小
D. 对墙壁的压力先增大后减小,对挡板的压力增大
(***@2018物理备课组整理)A
(物理备课组一组指导)解:以小球为研究对象,处于平衡状态,根据受力平衡,有:
由图可知,墙壁给球的压力F2逐渐减小,挡板给球的支持力F1逐渐减小,根据牛顿第三定律可知小球对竖直墙壁的弹力逐渐减小,小球对挡板
AB的压力逐渐减小;
故选:A.
对球进行正确受力分析,把握其受力特点:一个力大小和方向不变(重力),一个力方向不变(墙给球的支持力),另一个力的大小、方向均发生变化(挡板给球的作用力),对于这类动态平衡问题,即可以采用“图解法”进行.
熟练掌握分析动态平衡的各种方法,正确分析动态平衡问题是对学生的基本要求,在平时训练中要加强这方面的能力培养.
如图所示,水平地面上的物体A在斜向上的拉力F的作用下,向右做匀速直线运动,则关于下列物体受力情况的说法中正确的是( )
A. 物体A可能只受到二个力的作用 B. 物体A一定只受到三个力的作用
C. 物体A一定受到了四个力的作用 D. 物体A可能受到了四个力的作用
(***@2018物理备课组整理)C
(物理备课组一组指导)解:物体一定受重力,拉力F产生两个作用效果,水平向右拉木块,竖直向上拉木块,由于木块匀速直线运动,受力平衡,水平方向必有摩擦力与拉力的水平分量平衡,即一定有摩擦力,结合摩擦力的产生条件可知则必有支持力,因而物体一定受到四个力;
故选C.
物体之间产生摩擦力必须要具备以下三个条件:
第一,物体间相互接触、挤压;
第二,接触面不光滑;
第三,物体间有相对运动趋势或相对运动.
弹力是物体因形变而产生的力,这里指的是物体间相互接触、挤压时的相互作用力;
将拉力按照作用效果正交分解后,结合运动情况和摩擦力和弹力的产生条件对木块受力分析,得出结论.
对物体受力分析通常要结合物体的运动情况,同时本题还要根据弹力和摩擦力的产生条件分析.
如图(a)所示,两段等长轻质细线将质量分别为m、2