1.如圖所示,用細線OC的一端將質(zhì)量m=1kg的物體系住,另一端用細線AO,BO結(jié)在一起,O為結(jié)點,A端系在豎直墻壁間上,與墻壁間的夾角為30°,B端與另一個質(zhì)量M=10kg的物體相連,M放在傾角為30°的粗糙斜面上,OB與斜面平行,整個系統(tǒng)處于靜止狀態(tài),最大靜摩擦力可認為與滑動摩擦力相等,當?shù)氐闹亓铀俣萭=10m/s2,求:
(1)OA,OB線的拉力大小;
(2)B與斜面間動摩擦因數(shù)的最小值.

分析 (1)O點受力平衡,對結(jié)點O進行受力分析,根據(jù)平衡條件列式求解OA和OB繩的拉力;
(2)對M進行受力分析,畫出受力分析圖,M處于靜止狀態(tài),受力平衡,沿著斜面方向受力平衡,求出靜摩擦力,此摩擦力即為最小靜摩擦力,再結(jié)合滑動摩擦力公式列式求解.

解答 解:(1)O點受力平衡,對結(jié)點O進行受力分析,如圖所示:

根據(jù)平衡條件得:
OA的拉力${F}_{A}=mgcos30°=\frac{\sqrt{3}}{2}mg$=5$\sqrt{3}$N
OB的拉力${F}_{B}=mgsin30°=\frac{1}{2}mg$=5N
(2)對M進行受力分析,如圖所示:

M處于靜止狀態(tài),受力平衡,沿著斜面方向受力平衡,
則f=Mgsin30°+FB=$\frac{1}{2}(M+m)g$,
則最大靜摩擦力最小值為$\frac{1}{2}(M+m)g$,
$μMgcos30°≥\frac{1}{2}(M+m)g$
解得:$μ≥\frac{\sqrt{3}(M+m)}{3M}$=$\frac{11\sqrt{3}}{30}$
答:
(1)OA,OB線的拉力大小分別為5$\sqrt{3}$N和5N;
(2)B與斜面間動摩擦因數(shù)的最小值為$\frac{11\sqrt{3}}{30}$.

點評 本題為共點力平衡的題目,在解題時應(yīng)注意正確選定研究對象,作好受力分析,能根據(jù)平衡條件列式求解,難度適中.

練習冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

11.把一金屬小球從h高處以初速度v0水平拋出,不計空氣阻力,落地點到拋出點的水平距離為s.若只將小球水平拋出的初速度變?yōu)?v0,則金屬小球落地點到拋出點的水平距離為( 。
A.4sB.3sC.2sD.s

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12.在“探究單擺周期與擺長的關(guān)系”的實驗中:
(1)用秒表測出N次全振動的時間t 如圖秒表所示,則t=100.2s;
(2)如果實驗測得的g值偏小,可能的原因是C.
A.測擺線長時擺線拉得過緊
B.開始計時,秒表過遲按下
C.擺線上端未牢固地系于懸點,振動中出現(xiàn)松動,使擺線長度增加了
(3)考慮到單擺振動時空氣浮力的影響后,同學甲說:“因為空氣浮力與擺球重力方向相反,它對球的作用相當于重力加速度變小,因此振動周期變大.”同學乙說:“浮
力對擺球的影響好像用一個輕一些的擺球做實驗,因此振動周期不變”,這兩個同學說法中A.
A.甲正確      B.乙正確      C.兩同學的說法都錯誤.

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9.如圖所示,光滑水平面上靜止放置質(zhì)量M=2kg,長L=1m的長木板C,離板左端S=0.25m處靜止放置質(zhì)量mA=1kg的小物塊A,A與C間的動摩擦因數(shù)μ=0.6;在板右端靜止放置質(zhì)量mB=1kg的小物塊B,B與C間的摩擦忽略不計.設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,A、B均可視為質(zhì)點,g=10m/s2.現(xiàn)在木板上加一水平向右的力F,問:
(1)當F=12N時,小物塊A的加速度為多大?
(2)若F足夠大,且保證A不從C上掉下,則A與B碰撞之前運動的最短時間是多少?
(3)若在A與B發(fā)生碰撞瞬間兩者速度交換且此時撤去力F,A最終能滑出C,則F的最大值是多少?

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16.如圖(甲)是游樂場中雙環(huán)過山車的實物圖片,圖(乙)是過山車的原理圖.在原理圖中半徑分別為R1=2.0m和R2=8.0m的兩個光滑圓形軌道被固定在傾角為α=37°斜直軌道面上的Q、Z兩點處(Q、Z是圓軌道的接口,也是軌道間的切點),圓形軌道與斜直軌道之間圓滑連接,且在同一豎直面內(nèi).PQ之距L1=6m,QZ之距L2=18m,兩圓形軌道的最高點A、B均與P點平齊.現(xiàn)使一輛較小的過山車(視作質(zhì)點)從P點以一定初速度沿斜面向下運動.已知斜軌道面與小車間的動摩擦因數(shù)為μ=$\frac{1}{24}$,g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.

(1)若車恰好能通過第一個圓形軌道的最高點A處,則其在P點的初速度應(yīng)為多大?
(2)若車在P處的初速度變?yōu)?0m/s,則小車經(jīng)過第二個軌道的最低點D處時對軌道的壓力是重力的幾倍?計算說明車有無可能出現(xiàn)脫軌現(xiàn)象?

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6.一汽車沿平直公路運動,某段時間內(nèi)的速度-時間圖象如圖所示,則( 。
A.在0-t1時間內(nèi),汽車做勻速直線運動
B.在0-t1時間內(nèi),汽車的位移小于v1t1
C.在t1-t2時間內(nèi),汽車的平均速度小于$\frac{{v}_{1}{+v}_{2}}{2}$
D.在t1-t2時間內(nèi),汽車的平均速度等于$\frac{{v}_{1}{+v}_{2}}{2}$

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13.如圖所示,兩個完全相同的小球,質(zhì)量均為m,兩球與水平地面間的動摩擦因數(shù)都為μ,且假設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,一根輕繩兩端固結(jié)在兩個球上,在繩的中間施加一個豎直向上的拉力,繩被拉直后,中點與繩延長線過球心,繩與水平方向夾角為α.
(1)當用F1拉繩且兩球靜止時,繩的拉力多大?地面與球之間的彈力多大?
(2)豎直向上的拉力為多大時,兩球?qū)l(fā)生滑動.

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14.如圖所示,將一個小球從h=45m高處水平拋出,小球落到地面的位置與拋出點的水平距離x=30m.不計空氣阻力,取g=10m/s2.求:
(1)小球在空中運動的時間;
(2)小球拋出時速度的大;
(3)小球落地時的速度大。

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15.某實驗小組用圖甲所示的裝置測自由落體的加速度.其操作步驟如下:

A.按照圖甲的裝置安裝實驗器材
B.將打點計時器接到學生電源的“直流輸出”上
C.先釋放紙帶,之后閉合開關(guān)接通電源,打出一條紙帶
D.重復(fù)步驟 C幾次,從打出的紙帶中選取較理想的一條如圖乙,測出紙帶上一些連續(xù)點的距離為AB=5.8mm,BC=9.8mm,CD=13.6mm,DE=17.6mm;
E.根據(jù)測量的數(shù)據(jù)算出重力加速度
(1)以上步驟中有錯誤,請指出其錯誤步驟(填代號)并改正:B中直流應(yīng)該為交流;C中應(yīng)該為先接通電源,之后釋放紙帶.
(2)分析紙帶可以得到B點速度為0.390m/s,當?shù)刂亓铀俣葹?.75m/s2(交流電頻率為50Hz,保留三位有效數(shù)字).用這種方法測出的重力加速度總比實際值偏小,其原因是紙帶運動過程中存在阻力.

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