2019年高考物理 專題02 相互作用學(xué)案
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1、專題02 相互作用 超重點(diǎn)1:共點(diǎn)力平衡問題 1.解決平衡問題的基本思路 (1)審讀題目信息→弄清問題情景、題設(shè)條件和要求. (2)選取研究對(duì)象→確定選用整體法或隔離法. (3)對(duì)研究對(duì)象受力分析→畫受力示意圖. (4)制定解題策略→合成法、分解法、圖解法等. (5)進(jìn)行相應(yīng)處理→合成、分解某些力或作平行四邊形. (6)列平衡方程→F合=0. (7)分析、求解→應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí). 2.處理平衡問題的四點(diǎn)說明 (1)物體受三力平衡時(shí),利用力的效果分解法或合成法比較簡(jiǎn)單. (2)物體受四個(gè)或四個(gè)以上的力作用時(shí),一般采用正交分解法. (3)物體只受三個(gè)力的作用且三力構(gòu)成
2、普通三角形,可考慮使用相似三角形法. (4)對(duì)于狀態(tài)“緩慢”變化類的動(dòng)態(tài)平衡問題常用圖解法. [典例1] (多選)(2016·高考全國(guó)卷Ⅰ)如圖,一光滑的輕滑輪用細(xì)繩OO′懸掛于O點(diǎn);另一細(xì)繩跨過滑輪,其一端懸掛物塊a,另一端系一位于水平粗糙桌面上的物塊b.外力F向右上方拉b,整個(gè)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài).若F方向不變,大小在一定范圍內(nèi)變化,物塊b仍始終保持靜止,則( ) A.繩OO′的張力也在一定范圍內(nèi)變化 B.物塊b所受到的支持力也在一定范圍內(nèi)變化 C.連接a和b的繩的張力也在一定范圍內(nèi)變化 D.物塊b與桌面間的摩擦力也在一定范圍內(nèi)變化 【答案】BD 真題點(diǎn)評(píng):(1)本題
3、屬于共點(diǎn)力的平衡問題,考查了研究對(duì)象的確定,物體的受力分析等基本技能,采用了合成法、正交分解法等基本方法. (2)高考對(duì)共點(diǎn)力平衡問題的考查常設(shè)置為靜態(tài)平衡和動(dòng)態(tài)平衡兩類,對(duì)靜態(tài)平衡主要考查合成法、分解法的應(yīng)用,而動(dòng)態(tài)平衡的考查側(cè)重于解析法、圖解法、相似三角形法的應(yīng)用. 拓展1 合成、分解法解靜態(tài)平衡問題 1.如圖所示,一條不可伸長(zhǎng)的輕質(zhì)細(xì)繩一端跨過光滑釘子b懸掛一質(zhì)量為m1的重物,另一端與另一輕質(zhì)細(xì)繩相連于c點(diǎn),ac=,c點(diǎn)懸掛質(zhì)量為m2的重物,平衡時(shí)ac正好水平,此時(shí)質(zhì)量為m1的重物上表面正好與ac在同一水平線上且到b點(diǎn)的距離為l,到a點(diǎn)的距離為l,則兩重物的質(zhì)量的比值為(可用不
4、同方法求解)( ) A. B.2 C. D. 【答案】C 【解析】方法一:合成法 因c點(diǎn)處于平衡狀態(tài),所以任意兩個(gè)力的合力均與第三個(gè)力大小相等,方向相反,如圖甲所示,根據(jù)平行四邊形定則將力F與F1合成,則sin θ==,而sin θ==,所以=,選項(xiàng)C正確. 方法二:分解法 因c點(diǎn)處于平衡狀態(tài),所以可在F、F1方向上分解F2,如圖乙所示,則同樣有sin θ=,所以=,選項(xiàng)C正確. 方法三:正交分解法 將傾斜繩拉力F1=m1g沿豎直方向和水平方向分解,如圖丙所示,則m1gsin θ=m2g,同樣可得=,選項(xiàng)C正確. 拓展2 圖解法求解動(dòng)態(tài)平衡問題
5、 2.(多選)(2017·高考全國(guó)卷Ⅰ)如圖,柔軟輕繩ON的一端O固定,其中間某點(diǎn)M拴一重物,用手拉住繩的另一端N.初始時(shí),OM豎直且MN被拉直,OM與MN之間的夾角為α(α>).現(xiàn)將重物向右上方緩慢拉起,并保持夾角α不變.在OM由豎直被拉到水平的過程中( ) A.MN上的張力逐漸增大 B.MN上的張力先增大后減小 C.OM上的張力逐漸增大 D.OM上的張力先增大后減小 【答案】AD 拓展3 解析法求解動(dòng)態(tài)平衡問題 3.如圖所示,小船被繩索牽引著勻速靠岸,若水的阻力不變,則( ) A.繩子張力不變 B.繩子張力不斷減小 C.船所受浮力不變 D.船所受
6、浮力不斷減小 【答案】D 【解析】對(duì)小船進(jìn)行受力分析,如圖,因?yàn)樾〈鰟蛩僦本€運(yùn)動(dòng),所以小船處于平衡狀態(tài),設(shè)拉力與水平方向的夾角為θ,則有 Fcos θ=F阻① Fsin θ+F?。絤g② 船在勻速靠岸的過程中,阻力不變,船的重力不變,θ增大,則cos θ減小,sin θ增大,根據(jù)①式知,繩子的張力增大,再由②式知,船所受浮力減小,故D正確. 拓展4 相似三角形法求解動(dòng)態(tài)平衡問題 4.如圖所示是一個(gè)簡(jiǎn)易起吊設(shè)施的示意圖,AC是質(zhì)量不計(jì)的撐桿,A端與豎直墻用鉸鏈連接,一滑輪固定在A點(diǎn)正上方,C端吊一重物.現(xiàn)施加一拉力F緩慢將重物P向上拉,在AC桿達(dá)到豎直前( ) A.B
7、C繩中的拉力FT越來越大 B.BC繩中的拉力FT越來越小 C.AC桿中的支撐力FN越來越大 D.AC桿中的支撐力FN越來越小 【答案】B 超重點(diǎn)2:力的合成和分解 1.合力的大小范圍 (1)兩個(gè)共點(diǎn)力的合成:|F1-F2|≤F合≤F1+F2,即兩個(gè)力大小不變時(shí),其合力隨夾角的增大而減小,當(dāng)兩力反向時(shí),合力最??;當(dāng)兩力同向時(shí),合力最大. (2)三個(gè)共點(diǎn)力的合成 ①最大值:三個(gè)力共線且同向時(shí),其合力最大,為F1+F2+F3. ②最小值:任取兩個(gè)力,求出其合力的范圍,如果第三個(gè)力在這個(gè)范圍之內(nèi),則三個(gè)力的合力的最小值為零,如果第三個(gè)力不在這個(gè)范圍內(nèi),則合力的最小值
8、為最大的一個(gè)力減去另外兩個(gè)較小的力的大小之和. 2.共點(diǎn)力合成的方法 (1)作圖法. (2)計(jì)算法. F= F=2F1cos F=F1=F2 3.力的分解問題選取原則 (1)選用哪一種方法進(jìn)行力的分解要視情況而定,一般來說,當(dāng)物體受到三個(gè)或三個(gè)以下的力時(shí),常按實(shí)際效果進(jìn)行分解. (2)當(dāng)物體受到三個(gè)以上的力或物體所受三個(gè)力中,有兩個(gè)力互相垂直時(shí),常用正交分解法. 4.按力的作用效果分解的幾種情形 實(shí)例 分解思路 拉力F可分解為水平分力F1=Fcos α和豎直分力F2=Fsin α 重力分解為沿斜面向下的力F1=mgsin α和垂直斜面向下
9、的力F2=mgcos α 重力分解為使球壓緊擋板的分力F1=mgtan α和使球壓緊斜面的分力F2= 重力分解為使球壓緊豎直墻壁的分力F1=mgtan α和使球拉緊懸線的分力F2= 小球重力分解為使物體拉緊AO線的分力F2和使物體拉緊BO線的分力F1,大小都為F1=F2= [典例] 如圖所示,墻上有兩個(gè)釘子a和b,它們的連線與水平方向的夾角為45°,兩者的高度差為l.一條不可伸長(zhǎng)的輕質(zhì)細(xì)繩一端固定于a點(diǎn),另一端跨過光滑釘子b懸掛一質(zhì)量為m1的重物.在繩上距a端的c點(diǎn)有一固定繩圈.若繩圈上懸掛質(zhì)量為m2的鉤碼,平衡后繩的ac段正好水平,則重物和鉤碼的質(zhì)量比為( )
10、A. B.2 C. D. 思路點(diǎn)撥:解此題要抓住以下三點(diǎn): (1)繩子上的拉力一定沿繩. (2)“光滑釘子b”,說明bc段繩子的拉力等于重物的重力m1g. (3)依據(jù)“ac段正好水平”畫出受力分析圖. 【答案】C [規(guī)律總結(jié)] 關(guān)于力的分解的兩點(diǎn)說明 (1)在實(shí)際問題中進(jìn)行力的分解時(shí),有實(shí)際意義的分解方法是按力的作用效果進(jìn)行分解,其他的分解方法都是為解題方便而設(shè)的. (2)力的正交分解是在物體受三個(gè)或三個(gè)以上的共點(diǎn)力作用時(shí)處理問題的一種方法,分解的目的是更方便地求合力,將矢量運(yùn)算轉(zhuǎn)化為代數(shù)運(yùn)算. 【解析】方法一:力的效果分解法 鉤碼的拉力F等于鉤
11、碼重力m2g,將F沿ac和bc方向分解,兩個(gè)分力分別為Fa、Fb,如圖甲所示,其中Fb=m1g,由幾何關(guān)系可得cos θ==,又由幾何關(guān)系得cos θ=,聯(lián)立解得 =. 方法二:正交分解法 繩圈受到Fa、Fb、F三個(gè)力作用,如圖乙所示,將Fb沿水平方向和豎直方向正交分解,由豎直方向受力平衡得m1gcos θ=m2g;由幾何關(guān)系得cos θ=,聯(lián)立解得=. 模型1 “動(dòng)桿”和“定桿”模型 桿所受到的彈力方向可以沿著桿,也可以不沿桿,因此在分析問題時(shí),要注意是動(dòng)桿還是定桿. (1)若輕桿用轉(zhuǎn)軸或鉸鏈連接,當(dāng)桿處于平衡時(shí),桿所受到的彈力方向一定沿著桿,否則會(huì)引起桿的轉(zhuǎn)動(dòng).如圖甲所示,
12、若C為轉(zhuǎn)軸,則輕桿在緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)中,彈力方向始終沿桿的方向. (2)若輕桿被固定不發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng),則桿所受到的彈力方向不一定沿桿的方向.如圖乙所示,水平橫梁的一端A插在墻壁內(nèi),彈力的方向不沿桿的方向. 模型2 “活結(jié)”和“死結(jié)”模型 (1)當(dāng)繩繞過滑輪或掛鉤時(shí),由于滑輪或掛鉤對(duì)繩無摩擦,因此繩上力的大小是相等的,即滑輪只改變力的方向,不改變力的大?。鐖D乙中,兩段繩中的拉力F1=F2=mg. (2)若結(jié)點(diǎn)不是滑輪,是稱為“死結(jié)”的結(jié)點(diǎn),則兩側(cè)繩上的彈力不一定相等,例如圖甲中,B點(diǎn)固定,B點(diǎn)下面繩中的拉力大小始終等于mg,而B點(diǎn)上側(cè)繩AB中的拉力隨桿的轉(zhuǎn)動(dòng)而變化. [典例4] 如圖所示,
13、輕繩AD跨過固定在水平橫梁BC右端的定滑輪掛住一個(gè)質(zhì)量為10 kg的物體,∠ACB=30°,g取10 m/s2,求: (1)輕繩AC段的張力FAC的大??; (2)橫梁BC對(duì)C端的支持力的大小及方向. [思路點(diǎn)撥] (1)繞過滑輪的繩為“活結(jié)”,兩段繩子拉力相等. (2)橫梁固定在墻內(nèi)為“定桿”,力的方向不一定沿桿. 【答案】 (1)100 N (2)100 N 方向與水平方向成30°角斜向右上方 【解析】 物體M處于平衡狀態(tài),根據(jù)平衡條件可判斷,與物體相連的輕繩拉力大小等于物體的重力,取C點(diǎn)為研究對(duì)象,進(jìn)行受力分析,如圖所示. (1)圖中輕繩AD跨過定滑輪拉住質(zhì)量為M的
14、物體,物體處于平衡狀態(tài),繩AC段的拉力大小為: FAC=FCD=Mg=10×10 N=100 N (2)由幾何關(guān)系得:FC=FAC=Mg=100 N 方向和水平方向成30°角斜向右上方 1.[“活結(jié)”“死結(jié)”模型] (多選)(2017·高考天津卷)如圖所示,輕質(zhì)不可伸長(zhǎng)的晾衣繩兩端分別固定在豎直桿M、N上的a、b兩點(diǎn),懸掛衣服的衣架掛鉤是光滑的,掛于繩上處于靜止?fàn)顟B(tài).如果只人為改變一個(gè)條件,當(dāng)衣架靜止時(shí),下列說法正確的是( ) A.繩的右端上移到b′,繩子拉力不變 B.將桿N向右移一些,繩子拉力變大 C.繩的兩端高度差越小,繩子拉力越小 D.若換掛質(zhì)量更大的衣服,則衣架懸
15、掛點(diǎn)右移 【答案】AB 2.[“定桿”“動(dòng)桿”模型] (多選)城市中的路燈、無軌電車的供電線路等,經(jīng)常用三角形的結(jié)構(gòu)懸掛,如圖是這類結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化模型.圖中輕桿OB可以繞過B點(diǎn)且垂直于紙面的軸轉(zhuǎn)動(dòng),鋼索OA和桿OB的質(zhì)量都可以忽略不計(jì).如果懸掛物的重力為G,∠ABO=90°,AB>OB,在某次產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)和性能測(cè)試中保持A、B兩點(diǎn)不動(dòng),只緩慢改變鋼索OA的長(zhǎng)度,則關(guān)于鋼索OA的拉力F1和桿OB上的支持力F2的變化情況,下列說法正確的是( ) A.從圖示位置開始縮短鋼索OA,鋼索OA的拉力F1先減小后增大 B.從圖示位置開始縮短鋼索OA,桿OB上的支持力F2不變 C.從圖示位
16、置開始伸長(zhǎng)鋼索OA,鋼索OA的拉力F1增大 D.從圖示位置開始伸長(zhǎng)鋼索OA,桿OB上的支持力F2先減小后增大 【答案】BC 題組突破訓(xùn)練 一、選擇題 1.(2016·高考全國(guó)卷Ⅱ)質(zhì)量為m的物體用輕繩AB懸掛于天花板上.用水平向左的力F緩慢拉動(dòng)繩的中點(diǎn)O,如圖所示.用T表示繩OA段拉力的大小,在O點(diǎn)向左移動(dòng)的過程中( ) A.F逐漸變大,T逐漸變大 B.F逐漸變大,T逐漸變小 C.F逐漸變小,T逐漸變大 D.F逐漸變小,T逐漸變小 【答案】A 【解析】以O(shè)點(diǎn)為研究對(duì)象,受力如圖所示,當(dāng)用水平向左的力緩慢拉動(dòng)O點(diǎn)時(shí),則繩OA與豎直方向的夾角變大,由共點(diǎn)力的
17、平衡條件知F逐漸變大,T逐漸變大,選項(xiàng)A正確. 2.(2018·山西五校四聯(lián))如圖所示,輕繩OA一端固定在天花板上,另一端系一光滑的圓環(huán),一根系著物體的輕繩穿過圓環(huán)后,另一端固定在墻上B點(diǎn),且OB處于水平.現(xiàn)將A點(diǎn)緩慢沿天花板水平向右移動(dòng),且 OB段的輕繩始終保持水平,則OA、OB段輕繩所受的拉力的大小TA、TB的變化情況是( ) A.TA增大,TB不變 B.TA、TB均不變 C.TA不變,TB增大 D.TA、TB均減小 【答案】B 3.在恒力F作用下,a、b兩物體一起沿粗糙豎直墻面勻速向上運(yùn)動(dòng),則關(guān)于它們受力情況的說法正確的是( ) A.a(chǎn)一定受到4
18、個(gè)力 B.b可能受到4個(gè)力 C.a(chǎn)與墻壁之間一定有彈力和摩擦力 D.a(chǎn)與b之間不一定有摩擦力 【答案】A 【解析】對(duì)物體b受力分析,受重力、支持力和摩擦力,處于三力平衡狀態(tài),故B、D錯(cuò)誤;對(duì)物體a、b整體受力分析,受重力、支持力,若墻壁對(duì)整體有支持力,水平方向不能平衡,故墻壁對(duì)整體沒有支持力,故也沒有摩擦力,最后對(duì)物體a受力分析,受推力、重力、物體b對(duì)其的壓力和靜摩擦力,即物體a共受4個(gè)力,故A正確,C錯(cuò)誤.故選A. 4.如圖所示,細(xì)繩一端與光滑小球連接,另一端系在豎直墻壁上的A點(diǎn),在縮短細(xì)繩小球緩慢上移的過程中,細(xì)繩對(duì)小球的拉力F、墻壁對(duì)小球的彈力FN的變化情況為( )
19、A.F、FN都不變 B.F變大、FN變小 C.F、FN都變大 D.F變小、FN變大 【答案】C 5.如圖所示,一質(zhì)量為m的沙袋用不可伸長(zhǎng)的輕繩懸掛在支架上,一練功隊(duì)員用垂直于繩的力將沙袋緩慢拉起使繩與豎直方向的夾角為θ=30°,且繩繃緊,則練功隊(duì)員對(duì)沙袋施加的作用力大小為( ) A. B.mg C.mg D.mg 【答案】A 【解析】建立如圖所示直角坐標(biāo)系,對(duì)沙袋進(jìn)行受力分析. 由平衡條件有Fcos 30°-FTsin 30°=0,F(xiàn)Tcos 30°+Fsin 30°-mg=0,聯(lián)立可解得F=,故選A. 6.如圖所示,一豎直擋板固定在水
20、平地面上,圖甲用一斜面將一質(zhì)量為M的光滑球頂起,圖乙用一圓柱體將同一光滑球頂起.當(dāng)斜面或圓柱體緩慢向右推動(dòng)的過程中,關(guān)于兩種情況下?lián)醢逅艿膲毫Γ铝姓f法正確的是( ) A.兩種情況下?lián)醢逅艿膲毫Χ疾蛔? B.兩種情況下?lián)醢逅艿膲毫Χ荚龃? C.圖甲中擋板所受的壓力不變,圖乙中擋板所受的壓力減小 D.圖甲中擋板所受的壓力不變,圖乙中擋板所受的壓力先減小后增大 【答案】C 7.如圖所示,小球C置于光滑的半球形凹槽B內(nèi),B放在長(zhǎng)木板A上,整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài).在緩慢減小木板的傾角θ過程中,下列說法正確的是( ) A.A受到的壓力逐漸變大 B.A受到的摩擦力逐漸變大
21、 C.C對(duì)B的壓力逐漸變大 D.C受到三個(gè)力的作用 【答案】A 8.甲、乙兩人用繩aO和bO通過裝在P樓和Q樓樓頂?shù)亩ɑ啠瑢①|(zhì)量為m的物塊由O點(diǎn)沿Oa直線緩慢向上提升,如圖所示,其中∠aOb為銳角,則在物塊由O點(diǎn)沿直線Oa緩慢上升過程中,以下判斷正確的是( ) A.a(chǎn)O繩和bO繩中的彈力都逐漸減小 B.a(chǎn)O繩和bO繩中的彈力都逐漸增大 C.a(chǎn)O繩中的彈力一直在增大,bO繩中的彈力先減小后增大 D.a(chǎn)O繩中的彈力先減小后增大,bO繩中的彈力一直在增大 【答案】C 【解析】對(duì)結(jié)點(diǎn)O進(jìn)行受力分析,如圖所示,根據(jù)三力平衡的特點(diǎn)可知aO繩和bO繩中的彈力的合力與重力是一對(duì)平
22、衡力,從圖中可以看出:aO繩中的彈力一直在增大,bO繩中的彈力先減小后增大,即C選項(xiàng)正確. 9.(2018·安徽“江南十?!备呷?lián)考)如圖所示,豎直面光滑的墻角有一個(gè)質(zhì)量為m,半徑為r的半球體均勻物塊A.現(xiàn)在A上放一密度和半徑與A相同的球體B,調(diào)整A的位置使得A、B保持靜止?fàn)顟B(tài),已知A與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5.假設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,則A球球心距墻角的最遠(yuǎn)距離是( ) A.2r B.r C.r D.r 【答案】C 10.(2018·山西晉城模擬)如圖所示,有一質(zhì)量不計(jì)的桿AO,長(zhǎng)為R,可繞A自由轉(zhuǎn)動(dòng);用繩在O點(diǎn)懸掛一個(gè)重為G的物體,另一根繩一端系
23、在O點(diǎn),另一端系在圓弧形墻壁上的C點(diǎn).當(dāng)點(diǎn)C由圖示位置逐漸向上沿圓弧CB移動(dòng)過程中(保持OA與地面夾角θ不變),OC繩所受拉力的大小變化情況是( ) A.逐漸減小 B.逐漸增大 C.先減小后增大 D.先增大后減小 【答案】C 【解析】對(duì)物體分析,物體受力平衡,則拉力等于重力,故豎直繩的拉力不變;再對(duì)O點(diǎn)分析,O受豎直繩子的拉力、OA的支持力及OC繩的拉力而處于平衡狀態(tài),受力分析如圖所示, F和OC繩上拉力的合力與G大小相等,方向相反,則在OC上移的過程中,平行四邊形的對(duì)角線保持不變,平行四邊形發(fā)生圖中所示變化,則由圖可知OC的拉力先減小后增大,圖中D點(diǎn)時(shí)力最小,故選C
24、. 11.(多選)如圖所示,形狀和質(zhì)量完全相同的兩個(gè)圓柱體a、b靠在一起,表面光滑,重力為G,其中b的下半部剛好固定在水平面MN的下方,上邊露出另一半,a靜止在平面上.現(xiàn)過a的軸心施加一水平作用力F,可緩慢的將a拉離平面一直滑到b的頂端,對(duì)該過程分析,則應(yīng)有( ) A.拉力F先增大后減小,最大值是G B.開始時(shí)拉力F最大為G,以后逐漸減小為0 C.a(chǎn)、b間的壓力開始最大為2G,而后逐漸減小到G D.a(chǎn)、b間的壓力由0逐漸增大,最大為G 【答案】BC 12.(多選)如圖所示,在傾角為α的光滑斜面上放一個(gè)重為G的小球,并用光滑的擋板擋住,擋板與斜面的夾角為θ(最初θ<α),
25、擋板從圖示位置以O(shè)為軸向左緩慢轉(zhuǎn)至水平,在此過程中小球始終處于平衡狀態(tài),當(dāng)擋板對(duì)小球的彈力大小等于小球的重力時(shí),θ的大小可以為( ) A.α B.2α C.π-α D.π-2α 【答案】AC 【解析】小球的受力情況如圖甲所示,當(dāng)擋板對(duì)小球的彈力大小等于小球的重力時(shí),將三個(gè)力平移組成一個(gè)等腰三角形,如圖乙所示,當(dāng)擋板對(duì)小球的彈力大小等于小球的重力時(shí),有圖乙和圖丙兩種情況,所以選項(xiàng)A、C正確. 13.(多選)如圖所示,一條細(xì)線一端與地板上的物體B相連,另一端繞過質(zhì)量不計(jì)的定滑輪與小球A相連,定滑輪用另一條細(xì)線懸掛在天花板上的O′點(diǎn),細(xì)線與豎直方向所成的角度為α,則( )
26、 A.如果將物體B在地板上向右移動(dòng)稍許,α角將增大 B.無論物體B在地板上左移還是右移,只要距離足夠小,α角將不變 C.增大小球A的質(zhì)量,α角一定減小 D.懸掛定滑輪的細(xì)線的彈力不可能等于小球A的重力 【答案】AD 二、非選擇題 14.(2018·山西朔州高三月考)在水平地面上放一木板B,重力為G2=100 N,再在木板上放一貨箱A,重力為G1=500 N, 設(shè)貨箱與木板、木板與地面的動(dòng)摩擦因數(shù)μ均為0.5,先用繩子把貨箱與墻拉緊,如圖所示,已知sin θ=0.6,cos θ=0.8,然后在木板B上施一水平力F,想把木板從貨箱下抽出來,F(xiàn)至少應(yīng)為多大? 【答案】8
27、50 N 【解析】物體A、B的受力圖如圖所示,由受力平衡知: 對(duì)A:FTcos θ-Ff1=0① FN1-G1-FTsin θ=0② 15.如圖所示,在質(zhì)量為m=1 kg的重物上系著一條長(zhǎng)為30 cm的細(xì)繩,細(xì)繩的另一端連著一個(gè)輕質(zhì)圓環(huán),圓環(huán)套在水平的棒上可以滑動(dòng),環(huán)與棒間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.75,設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力.另有一條細(xì)繩一端固定在重物上,另一端跨過定滑輪,定滑輪固定在距離圓環(huán)50 cm的地方.當(dāng)細(xì)繩的端點(diǎn)掛上重力為G的重物,而圓環(huán)將要開始滑動(dòng)時(shí),(g取10 m/s2)試求: (1)φ角的大??; (2)長(zhǎng)為30 cm的細(xì)繩的張力大?。? (3)重物G的質(zhì)量. 【答案】(1)90° (2)8 N (3)0.6 kg 【解析】(1)因?yàn)閳A環(huán)將要開始滑動(dòng),所受的靜摩擦力剛好達(dá)到最大值,有Ff=μFN. 對(duì)環(huán)進(jìn)行受力分析,則有 μFN-FTcos θ=0, FN-FTsin θ=0, 解得tan θ==, 得θ=53°. 又由于AO=30 cm,AB=50 cm, 由數(shù)學(xué)知識(shí)求得φ=90°. 19
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