- 弹力
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如图所示,木块m有一个沿斜面向下的初速度,刚好能沿斜面M匀速下滑,M静止在水平地面上,此时对m施加一个水平向右的力F,在m继续沿斜面向下运动的过程中,以下说法正确的是( )
正确答案
解析
解:对m受力分析可知,开始时m受重力、支持力及摩擦力的作用而处于匀速直线运动状态,说明m受到的重力沿斜面向下的分力等于向上的摩擦力;
即mgsinθ=μmgcosθ;则可得:sinθ=μcosθ;
当施加力F后,F产生了对斜面的压力及沿斜面向上的推力的效果;物体一定做匀减速直线运动;则有向上的加速度;
则对整体受力分析,由牛顿第二定律可知,整体受到向上的支持力一定大于重力(M+m)g;
则物体对斜面的压力FN=mgcosθ+Fsinθ;
物体受到的摩擦力f=μFN=μmgcosθ+μFsinθ;
则对M分析可知,在水平方向,压力对M压力的分力为FN1=(mgcosθ+Fsinθ)sinθ;
摩擦力的分力f1=(μmgcosθ+μFsinθ)cosθ;
因mgsinθ=μmgcosθ
故f1=mgsinθcosθ+Fsin2θ
故f1=FN1;故M在水平方向不受摩擦力;
故C正确;D错误;
故选:BC.
刀、斧、凿、刨等切削工具的刃都叫做劈,劈的截面是一个等腰三角形,如图所示,使用劈的时候,在劈背上加力F,这个力产生的作用效果是使劈的两侧面推压物体,把物体劈开.设劈的纵截面是一个等腰三角形,劈背的宽度是d,劈的侧面的长度是L.通过计算说明为什么劈的两个侧面之间的夹角越小(即越锋利的切削工具)越容易劈开物体.
正确答案
解析
解:将力F分解为F1、F2两个分力,这两个分力分别与劈的两个侧面平行,根据对称性,两分力F1、F2大小相等,这样,以F1、F2为为邻边的平行四边形就是一个菱形.
因为菱形的对角线互相垂直且平分,所以根据三角形相似:=
所以有:F1=F2=F
即劈的两侧面推压物体的力的大小都为,方向与接触面垂直.
因此两个侧面之间的夹角越小(即越锋利的切削工具)越容易劈开物体.
答:劈的两个侧面对物体的压力F1=F2= F.
如图所示,质量均匀的钢管,一端支在水平地面上,另一端被竖直绳悬吊着,请画出钢管所受力的示意图.
正确答案
解析
解:对钢管受力分析,受重力G、细线的竖直向上拉力F1、地面竖直向上的支持力F2;重力的方向竖直向下,拉力和支持力方向竖直向上,作图如下:
重力的产生条件:______.
弹力的产生条件:(1)______ (2)______.
正确答案
地球的吸引而产生的
直接接触
发生弹性形变
解析
解:重力是由于地球的吸引产生的,但不能说重力就是地球的引力;
物体发生弹性形变后,要恢复原状,对与它接触的物体有力的作用,这就是弹力;
由此可见两个物体间弹力产生的条件是:物体直接接触并发生弹性形变.
故答案为:地球的吸引而产生的;直接接触,发生弹性形变.
如图所示,关于放在水平桌面上的书对桌面的压力,说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、书对桌面的压力,施力物体是书,是由于书的形变而产生的;故A正确,B错误;
C、书对桌面的压力跟桌面对书的支持力是一对相互作用力,不是平衡力;故C错误;
D、书对桌面的压力属于弹力,而书受到的重力是由于地球的吸引而产生的;故D错误;
故选:A.
如图所示,细线连接着A球,轻质弹簧两端连接着质量相等的A、B球,在倾角为θ的光 滑斜面体C上静止,弹簧与细线均平行于斜面.C的底面粗糙,在水平地面上能始终保 持静止,在细线被烧断后的瞬间,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、设两球的质量均为m.在细线烧断前,以B球为研究对象,根据平衡条件得到弹簧的弹力F=mgsinθ,
在细线被烧断的瞬间,弹簧的弹力没有变化,则B球的受力情况没有变化,瞬时加速度为零,
而此瞬间A球所受的合力大小为F+mgsinθ=2mgsinθ,方向沿斜面向下,
根据牛顿第二定律得,A球的加速度大小为aA==2gsinθ,方向沿斜面向下,故A错误,B正确;
C、因A有加速度,将ABC当作整体,根据运动的分解,则整体在竖直方向与水平方向都有加速度,由牛顿第二定律,则有:整体的竖直方向加速度向下,所以地面对C的支持力小于A,B和C的重力之和,即C 对地面的压力也小于A、B和C的重力之和,故C错误;
D、由C选项分析可知,整体有水平向左的加速度,由牛顿第二定律,则地面对C的静摩擦力的方向水平向左,故D错误.
故选:B
如图所示,小车M在恒力F作用下,沿水平地面做直线运动,由此可判断( )
正确答案
解析
解:A、若地面光滑,小车可能受重力、支持力、拉力F,当拉力F在竖直方向的分量等于重力时,支持力等于零,只受两个力,故A错误;
B、若地面粗糙,车可能受重力、支持力、拉力F和摩擦力,当支持力等于零时摩擦力也等于零,所以小车可能受2个力,也可能受4个力,故B错误;
CD、若小车做匀速运动,则小车受力平衡,所以小车受重力、支持力、拉力和摩擦力,故C正确,D错误.
故选:C.
将一本书水平放在桌面上静止,则下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、此时书对桌面的压力与书受的重力大小相等,施力物体是书,而重力的施力物体是地球;故A错误;
B、对桌面的压力,受力物是桌面;桌面对它的支持力,受力物是课本,二力作用在两个物体上,属于作用力与反作用力,而重力与支持力是平衡力,因此二力在数值上等于书受的重力,故B错误;
C、书对桌面的压力是弹力,是由于书发生形变而产生的,故C正确;
D、桌面对课本的支持力与课本所受的重力,符合二力平衡的条件,因此它们是平衡力,故D错误.
故选:C.
如图所示,新型轿车前排都装有安全气囊,气囊内储有某种物质,一受到冲击就立即分解成大量气体,使气囊迅速膨胀,填补在乘员和挡风玻璃、方向盘之间,防止乘员受伤,某次实验中,汽车的速度为144km/h,驾驶员冲向气囊后经0.2s停止运动.设驾驶员冲向气囊部分的质量70kg,头部和胸部作用在气囊上的面积为700cm2,在这种情况下,求驾驶员的头部和胸部受到的平均压强是多少?
正确答案
解析
解:144km/h=40m/s,
模拟司机冲向气囊后作匀减速直线运动,加速度大小为:
a==
m/s2=200m/s2;
根据牛顿第二定律,模拟司机头部和胸部受力为:
F=ma=70×200N=14000N
模拟司机的头部和胸部所受到的冲击压强的平均值为:
p==
pa=2×105pa
答:模拟司机的头部和胸部所受到的冲击压强的平均值为2×105pa.
国庆节时,五颜六色的氢气球将节日装扮的靓丽多姿.如图所示,一氢气球通过软绳与地面上的石块相连,石块质量为m,由于风的作用,使软绳偏离竖直方向,当氢气球和石块相对地面静止时,与石块相连的绳端切线与水平方向成θ角,不计风对石块的作用,则下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、对物体受力分析,重力、拉力、支持力和水平方向的摩擦力,根据平衡条件,有
竖直方向:FN+Tsinθ=mg…①
水平方向:f=Tcosθ…②
由①得,绳子的拉力 T=,故A错误;
B、由上式知,T不一定小于mg,故B错误.
C、D石块受到地面作用力是地面的支持力和摩擦力的合力,根据平衡条件得知,支持力和摩擦力的合力与重力、绳子拉力的合力大小相等,方向相反,方向斜向左上方,所以石块受到地面作用力不等于绳子拉力的水平分力,故C错误,D正确.
故选:D
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