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1、共點力的平衡
1.一氫氣球下系一小重物G,重物只在重力和繩的拉力F作用下做勻速直線運動,不計空氣阻力和風力的影響,而重物勻速運動的方向如圖中箭頭所示的虛線方向,則圖中氣球和重物G在運動中所處的位置正確的是 ( )
【解析】選A。重物只在重力和繩子的拉力F作用下做勻速直線運動,那么這兩個力的合力為0,即繩子的拉力方向是豎直向上的,A正確,B、C、D錯誤。
【補償訓練】
孔明燈相傳是由三國時的諸葛孔明發(fā)明的,如圖所示,有一盞質量為m的孔明燈升空后沿著東偏北方向勻速上升,則此時孔明燈所受空氣的作用力的大小和方向是 ( )
A.0
B.mg,豎直向上
C.mg,東北偏上方
2、向
D.mg,東北偏下方向
【解析】選B??酌鳠粝蛑鴸|北偏上方向勻速上升,即做勻速直線運動,處于平衡狀態(tài),則合力為零,根據平衡條件:空氣的作用力大小F=mg,豎直向上。故選B。
2.(2019·晉江高一檢測)“阿門阿前一棵葡萄樹,阿嫩阿嫩綠地剛發(fā)芽,蝸牛背著那重重的殼呀,一步一步地往上爬…”一首經典的兒童歌曲,如圖,蝸牛在樹枝上勻速向上爬,若樹枝的傾角為α,則樹枝對重力為G的蝸牛的作用力是 ( )
A.Gsin α B.Gcos α C.Gtan α D.G
【解析】選D。對蝸牛進行受力分析,有向下的重力、垂直葡萄樹枝向上的彈力、沿葡萄樹枝向上的摩擦力,因蝸牛緩慢爬
3、行,說明蝸牛處于平衡狀態(tài),即所受合力為零,因此,蝸牛受到葡萄樹枝的作用力大小等于蝸牛重力,再根據牛頓第三定律,葡萄樹枝對蝸牛的作用力大小為G。故選D。
3.如圖所示,電燈懸掛于兩墻之間,更換繩OA,使連接點A向上移,但保持O點位置不變,則A點向上移時,繩OA的拉力 ( )
A.逐漸增大 B.逐漸減小
C.先增大后減小 D.先減小后增大
【解析】選D。以O點為研究對象,處于平衡狀態(tài),根據受力平衡,有:
由圖可知,繩子OB上的拉力逐漸減小,OA上的拉力先減小后增大,故A、B、C錯誤,D正確。所以選D。
4.質量為m=2 kg的物體A放在傾角為θ=37°的斜面
4、上時,恰好能勻速下滑(如圖甲)?,F用細線系住物體A,并平行于斜面向上繞過光滑的定滑輪,另一端系住物體B,物體A恰好能沿斜面勻速上滑(如圖乙)。
(1)求物體A勻速下滑時受到的摩擦力。
(2)求物體B的質量。
(已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10 m/s2)
【解析】(1)當物體A沿斜面勻速下滑時,沿斜面方向的合力為0,有:
f=mgsinθ=12 N
(2)當物體A沿斜面勻速上滑時,A物體所受摩擦力大小不變,方向沿斜面向下,沿斜面方向的合力仍為0,有:
T=f+mgsinθ
對物體B,有:T=mBg
由以上各式可求得:mB=2.4 kg
答案:(1)12 N (2)2.4 kg
情境:如圖所示,用兩根長度相等的輕繩,下端懸掛一個質量為m的物體,上端分別固定在水平天花板上的M、N點,M、N間距為s,已知兩繩所能承受的最大拉力為T。
問題:每根繩的長度不得短于多少。
【解析】當繩子的拉力達到最大時,兩繩的長度最短。設兩繩的夾角為2α。以物體為研究對象,分析受力情況,作出受力示意圖。
根據平衡條件得到:cosα==
根據幾何知識得,繩的最短長度L==
代入整理得:L=
答案:
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