- 弹力
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如图甲所示是用手握住钢钳夹住一长方体工件时的情景.为了研究钢钳的平衡情况,可将钢钳抽象为两个杠杆模型,其中一个如图乙中实线所示,今在A点施加一个大小不变、方向始终垂直于AB的握力F,则
(1)当稍用力向右抽工件时,工件仍被夹住,则在图乙中钢钳上的______点可看作杠杆的转轴,请在乙图中画出钢钳上D点受力的示意图.
(2)(多选题)在下列情况发生时,其中判断正确的是______
(A)将工件往右抽动时比往左抽动时容易
(B)将工件往左抽动时比往右抽动时容易
(C)向右抽动时,将工件横置(夹住部分较薄)容易抽动
(D)向右抽动时,将工件竖置(夹住部分较厚)容易抽动.
正确答案
解:(1)B点,即当用力向右抽工件时,可以把钢钳上的B点看作杠杆的转轴.当向右抽工件时,工件对D点的摩擦力向右,对D的支持力向上,钢钳上D点受力的示意图,如图所示.
(2)A、B,以B为转轴,假设F为动力,F使杠杆顺时针转动,产生顺时针力矩.
当向右抽工件时,工件对D点的摩擦力向右,对D的支持力向上,摩擦力产生顺时针力矩,也是动力,两个动力矩,一个阻力矩,根据力矩平衡条件可知,支持力大,D对工件的压力就大,所以摩擦力就大;相反,将工件往左抽动时摩擦力就小,抽出来就容易,即将工件往左抽动时比往右抽动时容易.故A错误,B正确.
C、D,向右抽动时,F是动力,力矩不变,摩擦力也是动力,将工件横置时这个动力的力臂小,支持力的力臂大,根据力矩平衡条件得知,支持力小,压力大,摩擦力小,则工件容易抽动.故C正确,D错误.
故选BC.
解析
解:(1)B点,即当用力向右抽工件时,可以把钢钳上的B点看作杠杆的转轴.当向右抽工件时,工件对D点的摩擦力向右,对D的支持力向上,钢钳上D点受力的示意图,如图所示.
(2)A、B,以B为转轴,假设F为动力,F使杠杆顺时针转动,产生顺时针力矩.
当向右抽工件时,工件对D点的摩擦力向右,对D的支持力向上,摩擦力产生顺时针力矩,也是动力,两个动力矩,一个阻力矩,根据力矩平衡条件可知,支持力大,D对工件的压力就大,所以摩擦力就大;相反,将工件往左抽动时摩擦力就小,抽出来就容易,即将工件往左抽动时比往右抽动时容易.故A错误,B正确.
C、D,向右抽动时,F是动力,力矩不变,摩擦力也是动力,将工件横置时这个动力的力臂小,支持力的力臂大,根据力矩平衡条件得知,支持力小,压力大,摩擦力小,则工件容易抽动.故C正确,D错误.
故选BC.
如图所示,质量均匀分布的小球静止在光滑平面上,请画出小球的受力示意图.
正确答案
解:对小球受力分析,受重力、支持力,台阶对小球无支持力,若有支持力,无法保持平衡;
如图所示;
答:如上图所示.
解析
解:对小球受力分析,受重力、支持力,台阶对小球无支持力,若有支持力,无法保持平衡;
如图所示;
答:如上图所示.
A和B是两块完全相同的砖,分别立放和平放在水平桌面上;B砖上并放有圆柱形玻璃容器,容器中盛有水,如图所示,容器接触B砖上表面
的面积,容器壁厚度和容器本身的物重可以忽略不计,这种砖的密度ρ砖=2×103千克/米3.A砖的上表面和B砖的上表面到水平桌面的距离分别为0.24米和0.05米,计算时取g=10牛/千克.求:
(1)A砖对水平桌面的压强PA为多少?
(2)若B砖对水平桌面的压强PB=PA,容器中水的深度为多少?
正确答案
解:(1)根据G=mg=ρ砖Vg=2×103×0.24×0.24×0.05×10=57.6N,
再由PA==
=
Pa=4.8×103Pa,
(2)因压强PB=PA=1.2×103Pa,根据G′=PBS′=1.2×103Pa×0.24×0.24=69.12N;
那么水的重力为G′=m′g=69.12-57.6=11.52N
再由m′=ρ水Sh,则有:h==
=0.1m
答:(1)A砖对水平桌面的压强PA为4.8×103Pa;
(2)若B砖对水平桌面的压强PB=PA,容器中水的深度为0.1m.
解析
解:(1)根据G=mg=ρ砖Vg=2×103×0.24×0.24×0.05×10=57.6N,
再由PA==
=
Pa=4.8×103Pa,
(2)因压强PB=PA=1.2×103Pa,根据G′=PBS′=1.2×103Pa×0.24×0.24=69.12N;
那么水的重力为G′=m′g=69.12-57.6=11.52N
再由m′=ρ水Sh,则有:h==
=0.1m
答:(1)A砖对水平桌面的压强PA为4.8×103Pa;
(2)若B砖对水平桌面的压强PB=PA,容器中水的深度为0.1m.
各图中物体A均处于静止状态,试画出物体A受到的弹力示意图.
图(1)绳子处于竖直状态且斜面光滑.
正确答案
解:图1中绳子处于绷紧状态,故绳子有拉力;但若与斜面间有弹力,物体不能保持竖直状态,故物体不受斜面的作用力;
图2中杆受地面向上的支持力F以及墙壁垂直于杆的作用力;
故答案为如图所示:
解析
解:图1中绳子处于绷紧状态,故绳子有拉力;但若与斜面间有弹力,物体不能保持竖直状态,故物体不受斜面的作用力;
图2中杆受地面向上的支持力F以及墙壁垂直于杆的作用力;
故答案为如图所示:
画出下面各图中A物体受到的重力和弹力.
正确答案
解:重力的方向总是竖直向下,而弹力有:(1)点和平面接触垂直于平面,(2)点和曲面接触垂直于曲面的切面,(3)曲面和曲面接触垂直于曲面的公切面;绳子弹力的方向指向绳子收缩的方向,
因此图中物体A所受重力、弹力的示意图如下所示:
答:如图所示.
解析
解:重力的方向总是竖直向下,而弹力有:(1)点和平面接触垂直于平面,(2)点和曲面接触垂直于曲面的切面,(3)曲面和曲面接触垂直于曲面的公切面;绳子弹力的方向指向绳子收缩的方向,
因此图中物体A所受重力、弹力的示意图如下所示:
答:如图所示.
在图(a)、图(b)中作出物体A的受力示意图(各力都画在重心上).
正确答案
解:(a)物体受到重力G、墙面的支持力N1、挡板的支持力N2三个力的作用,如图一所示.
(b)物体受到重力G,绳子的拉力T、和墙面的支持力N三个力的作用,如图二所示.
解析
解:(a)物体受到重力G、墙面的支持力N1、挡板的支持力N2三个力的作用,如图一所示.
(b)物体受到重力G,绳子的拉力T、和墙面的支持力N三个力的作用,如图二所示.
如图所示,在倾角θ=30°的斜面上有一块竖直放置的挡板,在挡板和斜面间放一重为G的光滑的圆球.试求:
(1)画出圆球对斜面和挡板的作用力的示意图.
(2)圆球对斜面的压力和对挡板的作用力.
正确答案
解:(1)圆球对斜面和挡板的作用力的示意图如图所示:
(2)设斜面对圆球的作用力为F1,挡板对圆球的作用力为F2,圆球受力如图所示.
由平衡条件得:
F1=
F2=Gtanθ=30°=
由牛顿第三定律可知:圆球对斜面的压力为N1=F2=,方向垂直斜面斜向下;圆球对挡板的作用力为
,方向垂直挡板向右.
答:(1)圆球对斜面和挡板的作用力的示意图如图所示;
(2)球对斜面的压力为N1=F2=,方向垂直斜面斜向下;圆球对挡板的作用力为
,方向垂直挡板向右.
解析
解:(1)圆球对斜面和挡板的作用力的示意图如图所示:
(2)设斜面对圆球的作用力为F1,挡板对圆球的作用力为F2,圆球受力如图所示.
由平衡条件得:
F1=
F2=Gtanθ=30°=
由牛顿第三定律可知:圆球对斜面的压力为N1=F2=,方向垂直斜面斜向下;圆球对挡板的作用力为
,方向垂直挡板向右.
答:(1)圆球对斜面和挡板的作用力的示意图如图所示;
(2)球对斜面的压力为N1=F2=,方向垂直斜面斜向下;圆球对挡板的作用力为
,方向垂直挡板向右.
如图四个图中,所有的球都是相同的,且形状规则质量分布均匀.甲球放在光滑斜面和光滑水平面之间,乙球与其右侧的球相互接触并放在光滑的水平面上,丙球与其右侧的球放在另一个大的球壳内部并相互接触,丁球用两根轻质细线吊在天花板上,且其中右侧一根线是沿竖直方向.
甲球受到______个弹力的作用,乙球受到______个弹力的作用,丙球受到______个弹力的作用,丁球受到______个弹力的作用.
正确答案
解:甲球受重力和竖直向上的地面给它的弹力两个力,斜面没有给其弹力,如果有的话球不会静止.
乙球受重力和竖直向上的地面给它的弹力两个力,与乙接触的球不会给乙弹力,如果有的话乙球不会静止.
丙球受重力,圆面给它的指向圆心的弹力和与它接触的小球给它的沿他们圆心连线向左的弹力,如果它接触的小球不给它沿他们圆心连线向左的弹力的话它不能保持静止状态.故丙球受两个弹力的作用.
丁球受重力和绳子给它的竖直向上的拉力,倾斜的绳子不会给它拉力的作用,如果有的话小球不能保持平衡状态,故丁球只受一个向上的弹力.
故答案为:1,1,2,1.
解析
解:甲球受重力和竖直向上的地面给它的弹力两个力,斜面没有给其弹力,如果有的话球不会静止.
乙球受重力和竖直向上的地面给它的弹力两个力,与乙接触的球不会给乙弹力,如果有的话乙球不会静止.
丙球受重力,圆面给它的指向圆心的弹力和与它接触的小球给它的沿他们圆心连线向左的弹力,如果它接触的小球不给它沿他们圆心连线向左的弹力的话它不能保持静止状态.故丙球受两个弹力的作用.
丁球受重力和绳子给它的竖直向上的拉力,倾斜的绳子不会给它拉力的作用,如果有的话小球不能保持平衡状态,故丁球只受一个向上的弹力.
故答案为:1,1,2,1.
画出以下物体的受力示意图,要求:
(1)可能出现的力有:重力、弹力、摩擦力;
(2)都可以看做质量分布均匀的物体;
(3)必须标出力的符号.
正确答案
解:受力分析按重力、弹力,最后摩擦力的顺序进行分析,重力方向竖直向下,而弹力总是垂直于接触面指向受力物体;
根据摩擦力的产生条件判断有没有摩擦力;
答案如图所示:
解析
解:受力分析按重力、弹力,最后摩擦力的顺序进行分析,重力方向竖直向下,而弹力总是垂直于接触面指向受力物体;
根据摩擦力的产生条件判断有没有摩擦力;
答案如图所示:
作出下列各图中物体A的受力示意图.
正确答案
解:各图中物体A的受力如图.
(1)中物体只受重力和地面的弹力,左边墙壁对物体无弹力,若有物体则不平衡;
(2)球在摆动过程中受重力和绳子的拉力;
(3)物体受重力、斜面的支持力、沿斜面向上的摩擦力和向上的推力;
解析
解:各图中物体A的受力如图.
(1)中物体只受重力和地面的弹力,左边墙壁对物体无弹力,若有物体则不平衡;
(2)球在摆动过程中受重力和绳子的拉力;
(3)物体受重力、斜面的支持力、沿斜面向上的摩擦力和向上的推力;
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