静力学习题带详解答案
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一、判断题(共30分,每道3分)1.两个大小相等、方向相同的力分别作用于同一物体时,它们对物体产生的效应相同。
()2.凡合力都比分力大。
()3.汇交的三个力是平衡力。
()4.当平面汇交力系平衡时,选择几个投影轴就能列出几个独立的平衡方程。
()5.两个力F1,F2在同一轴上的投影相等,则这两个力一定相等。
()6.在平面中任意两个力都可以简化为一个合力。
()7.平面力偶的大小与钜心点的位置有关。
()8.当平面任意力系向某点简化结果为力偶时,如果再向另一点简化,则其结果是一样的。
()9.作用于刚体上的平面任意力学,若其力多边形自行封闭,则此刚体平衡。
()10.如果某平面任意力系由多个力偶和一个力组成,该力系一定不是平衡力系。
()二、填空题(共20分,每道4分)1.图示三饺刚架受力图,则A支座反力的大小为,B支座反力的大小为。
2.图示结构受力偶图,若m,各杆不计自重,则固定铰支座D的反力的大小为,方向为。
3.不计重量的直角杆CDA和T字形杆DBE在D处铰接,如图所示。
若系统受力作用,则B支座约束力的大小为,方向为。
4. 直角弯杆ABCD 与直杆DE 及EC 铰接如图,作用在DE 杆上力偶矩,不计杆重和摩擦,尺寸如图。
则支座A的约束反力大小为 ,B 处的约束反力大小为 。
5. 图示AB 杆,不计自重,在5个力作用下处于平衡,则作用于B 点的4个力的合力F R的大小为 ,方向沿着 。
三、 计算题(共50分)1. 四连杆机构OABO 1在图示位置平衡,已知OA=0.4m ,O 1B=0.6m ,AB 处于水平位置。
作用在曲柄OA 上的力偶矩M 1,不计自重,求力偶M 2的大小及连杆AB 所受的力。
(10分)M 2O 1OABM 130°2. 图示滑道连杆机构,在滑道连杆上作用水平力F 。
已知曲柄OA=r ,滑道倾角为β,曲柄OA 与水平夹角θ,机构重量和各处摩擦力不计。
试求当机构平衡时,作用在曲柄OA 上的力偶M 的大小。
静力学基础试题及答案一、单项选择题(每题2分,共20分)1. 静力学中,物体处于平衡状态的条件是()。
A. 合力为零B. 合力矩为零C. 合力和合力矩都为零D. 合力和合力矩中任意一个为零答案:C2. 作用在物体上的力可以分解为()。
A. 平衡力和非平衡力B. 重力和摩擦力C. 拉力和压力D. 作用力和反作用力答案:D3. 以下哪个选项不是静力学中常见的约束类型()。
A. 铰链约束B. 滑动约束C. 固定约束D. 弹性约束答案:B4. 静力学中,二力杆的特点是()。
A. 只能承受拉力B. 只能承受压力C. 只能承受弯矩D. 既能承受拉力也能承受压力答案:D5. 静定结构和超静定结构的主要区别在于()。
A. 材料种类不同B. 受力情况不同C. 约束数量不同D. 几何形状不同答案:C6. 静力学中,物体的平衡状态不包括()。
A. 静止状态B. 匀速直线运动状态C. 匀速圆周运动状态D. 加速运动状态答案:D7. 静力学中,力的三要素不包括()。
A. 大小B. 方向C. 作用点D. 性质答案:D8. 以下哪个选项是静力学中常见的平衡方程()。
A. ∑Fx = 0, ∑Fy = 0B. ∑M = 0C. ∑F = 0D. 所有选项都是答案:D9. 静力学中,力的平移定理指的是()。
A. 力的大小和方向不变,作用点可以任意移动B. 力的大小和作用点不变,方向可以任意改变C. 力的方向和作用点不变,大小可以任意改变D. 力的大小、方向和作用点都可以任意改变答案:A10. 静力学中,力的合成和分解遵循()。
A. 几何法则B. 代数法则C. 物理法则D. 数学法则答案:B二、填空题(每题2分,共20分)1. 静力学中,物体的平衡状态可以分为__________平衡和__________平衡。
答案:静态;动态2. 静力学中,力的平行四边形法则表明,两个力的合力大小和方向可以通过__________来确定。
答案:平行四边形法则3. 静力学中,物体在__________作用下,其运动状态不会发生改变。
1-3 试画出图示各构造中构件AB的受力争1-4 试画出两构造中构件ABCD的受力争1-5 试画出图 a 和 b 所示刚系统整体各个构件的受力争1-5a1-5b1- 8 在四连杆机构的ABCD的铰链 B 和 C上分别作用有力F1和 F2,机构在图示位置均衡。
试求二力F1和 F2之间的关系。
解:杆 AB,BC, CD为二力杆,受力方向分别沿着各杆端点连线的方向。
解法 1( 分析法 )假定各杆受压,分别选用销钉 B 和 C 为研究对象,受力以下图:yyFBCC xB Fo45BCx30o o F60F2CDF AB F1由共点力系均衡方程,对 B 点有:F x0F2F BC cos4500对 C点有:F x0FBC F1 cos3000解以上二个方程可得:F12 6F2 1.63F23解法 2( 几何法 )分别选用销钉 B 和 C 为研究对象,依据汇交力系均衡条件,作用在 B 和C 点上的力构成关闭的力多边形,以下图。
F F2BCF AB o30o45CD60oFF BC F1对 B 点由几何关系可知:F2F BC cos450对 C 点由几何关系可知:F BC F1 cos300解以上两式可得:F1 1.63F22-3 在图示构造中,二曲杆重不计,曲杆AB 上作用有主动力偶 M。
试求 A 和 C 点处的拘束力。
解: BC为二力杆 ( 受力以下图 ) ,故曲杆 AB 在 B 点处遇到拘束力的方向沿BC 两点连线的方向。
曲杆AB遇到主动力偶M的作用, A 点和 B 点处的拘束力一定构成一个力偶才能使曲杆AB保持均衡。
AB受力以下图,由力偶系作用下刚体的均衡方程有(设力偶逆时针为正):M0 F A10a sin(450 )M 0F A0.354Ma此中:tan 1。
对 BC杆有:F C FB F A0.354M 3aA,C两点拘束力的方向以下图。
2-4解:机构中 AB杆为二力杆,点A,B 出的拘束力方向即可确立。
【1】 梁AB 一端为固定端支座,另一端无约束,这样的梁称为悬臂梁。
它承受均布荷载q 和一集中力P 的作用,如图4-9(a )所示。
已知P =10kN , q =2kN/m ,l =4m ,︒=45α,梁的自重不计,求支座A 的反力。
【解】:取梁AB 为研究对象,其受力图如图4-9(b )所示。
支座反力的指向是假定的,梁上所受的荷载和支座反力组成平面一般力系。
在计算中可将线荷载q 用作用其中心的集中力2qlQ =来代替。
选取坐标系,列平衡方程。
)(kN 07.7707.010cos 0cos - 0A A →=⨯====∑ααP X P X X)(kN 07.11707.010242sin 2 0sin 2 0A A ↑=⨯+⨯=+==--=∑ααP ql Y P qlY Y )( m kN 28.404707.0108423sin 83 0sin 422ql 022A A ⋅=⨯⨯+⨯⨯=⋅+==⋅-⎪⎭⎫⎝⎛+-=∑l P ql m l P l l m M A αα力系既然平衡,则力系中各力在任一轴上的投影代数和必然等于零,力系中各力对任一点之矩的代数和也必然为零。
因此,我们可以列出其它的平衡方程,用来校核计算有无错误。
校核028.40407.114424242A A B =+⨯-⨯⨯=+⋅-⨯=∑m l Y l ql M 可见,Y A 和m A 计算无误。
【2】 钢筋混凝土刚架,所受荷载及支承情况如图4-12(a )所示。
已知kN 20 m,kN 2 kN,10 kN/m,4=⋅===Q m P q ,试求支座处的反力。
【解】:取刚架为研究对象,画其受力图如图4-12(b )所示,图中各支座反力指向都是假设的。
本题有一个力偶荷载,由于力偶在任一轴上投影为零,故写投影方程时不必考虑力偶,由于力偶对平面内任一点的矩都等于力偶矩,故写力矩方程时,可直接将力偶矩m 列入。
设坐标系如图4-12(b )所示,列三个平衡方程)(kN 3446106 06 0A A ←-=⨯--=--==++=∑q P X q P X X)(kN 296418220310461834 036346 0B B A ↑=⨯++⨯+⨯=+++==⨯--⨯-⨯-⨯=∑q m Q P Y q m Q P Y M)(kN 92920 00B A B A ↓-=-=-==-+=∑Y Q Y Q Y Y Y校核3462203102)9(6)34(6363266 C=⨯⨯+-⨯+⨯+-⨯--⨯=⨯+-++-=∑qmQPYXMAA说明计算无误。
静力学试题及答案一、单项选择题(每题2分,共20分)1. 静力学中,力的三要素是什么?A. 大小、方向、作用点B. 大小、方向、作用线C. 大小、作用点、作用线D. 方向、作用点、作用线答案:A2. 力的合成遵循什么法则?A. 牛顿第一定律B. 牛顿第二定律C. 牛顿第三定律D. 平行四边形法则答案:D3. 以下哪个不是静力学平衡条件?A. 合力为零B. 合力矩为零C. 物体静止D. 物体匀速直线运动答案:D4. 在静力学中,物体的平衡状态是指:A. 物体静止B. 物体匀速直线运动C. 物体静止或匀速直线运动D. 物体加速运动答案:C5. 以下哪个力不是保守力?A. 重力B. 弹簧力C. 摩擦力D. 电场力答案:C6. 静摩擦力的方向总是:A. 与物体运动方向相反B. 与物体运动趋势相反C. 与物体运动方向相同D. 与物体运动趋势相同答案:B7. 动摩擦力的大小与以下哪个因素有关?A. 物体的质量B. 物体的速度C. 物体间的接触面积D. 物体间的正压力答案:D8. 物体在斜面上保持静止时,斜面对物体的摩擦力方向是:A. 垂直于斜面向上B. 垂直于斜面向下C. 平行于斜面向上D. 平行于斜面向下答案:C9. 以下哪个力不是静力学中的力?A. 重力B. 弹力C. 摩擦力D. 惯性力答案:D10. 物体在水平面上静止时,其受力情况是:A. 重力与支持力平衡B. 重力与摩擦力平衡C. 支持力与摩擦力平衡D. 重力与支持力不平衡答案:A二、填空题(每题2分,共20分)1. 静力学中,物体的平衡状态是指物体处于________或________状态。
答案:静止;匀速直线运动2. 力的平行四边形法则可以用于求解两个力的______。
答案:合力3. 静摩擦力的大小与物体间的正压力______。
答案:无关4. 当物体在斜面上静止时,斜面对物体的摩擦力方向是______。
答案:平行于斜面向上5. 动摩擦力的大小与物体间的正压力______。
静力学试题及答案一、选择题1. 在一个平衡的物体上,作用的重力和支持该物体的力的相对位置关系是:A. 重力和支持力的作用线重合B. 重力和支持力的作用线不重合答案:A2. 下列哪个不是满足平衡条件的必要条件:A. 物体受到合力为零的作用B. 物体受到合力矩为零的作用C. 物体所受合力与其自重相等反向答案:B3. 下列哪个条件不是平衡杆的平衡条件:A. 杆上所有质点的合外力为零B. 杆上所有质点的合力矩为零C. 杆上所有质点的合重力为零答案:C4. 若在一根水平杆上放置两个等质量物体,物体A在杆的左端,物体B在杆的右端,下列哪个位置组合是平衡位置:A. A在杆的中点,B在杆的左端B. A在杆的中点,B在杆的右端C. A、B均在杆的两端答案:B5. 下列哪个条件不是平衡力夹具的平衡条件:A. 物体受到合力为零的作用B. 力夹具上所有质点的合力为零C. 力夹具上所有质点的合力矩为零答案:A二、填空题1. 物体所受重力与支持力方向相反,其合力为______。
答案:零2. 物体所受重力矩与支持力矩之间的关系为______。
答案:相等且反向3. 在平衡位置,物体所受合力矩等于______。
答案:零4. 平衡力夹具上所有质点所受力矩之和等于______。
答案:零三、计算题1. 质量为10 kg的物体悬挂在离支点2 m处的杆上,求支持力的大小。
答案:由于平衡条件下物体所受合力为零,支持力的大小等于物体的重力大小,即支持力=mg=10 kg × 9.8 m/s²= 98 N。
2. 在一个长度为6 m的水平杆上有两个距离杆左端为1 m和5 m处的质量分别为4 kg和6 kg的物体,求物体B对杆的支持力和物体A对杆的支持力。
答案:物体B对杆的支持力为FB=6 kg × 9.8 m/s²= 58.8 N;物体A 对杆的支持力为FA=4 kg × 9.8 m/s²= 39.2 N。
静力学模拟试题及答案一、选择题1. 静力学中,力的平衡状态是指:A. 物体静止不动B. 物体速度为零C. 物体加速度为零D. 物体受力为零答案:C2. 以下哪项不是静力学中的基本概念?A. 力B. 力矩C. 动量D. 平衡答案:C二、填空题1. 根据牛顿第一定律,物体在不受外力作用时,将保持________状态。
答案:静止或匀速直线运动2. 在静力学中,当物体受到多个力作用时,若这些力的合力为零,则物体处于________状态。
答案:平衡三、简答题1. 解释什么是静力学中的二力平衡,并给出一个生活中的例子。
答案:二力平衡是指两个大小相等、方向相反、作用在同一直线上的力作用在物体上,使得物体保持静止或匀速直线运动的状态。
例如,当一个人站在水平地面上时,其受到的重力和地面的支持力就是一对二力平衡的例子。
2. 描述力矩的三要素,并说明它们是如何影响力矩的大小和方向的。
答案:力矩的三要素包括力的大小、力臂的长度以及力的作用点。
力的大小越大,力臂越长,力矩就越大;力臂长度固定时,力的作用点越远离旋转轴,力矩也越大。
力矩的方向遵循右手定则,即当力的方向从旋转轴指向力的作用点时,拇指指向的方向即为力矩的方向。
四、计算题1. 一个质量为10kg的物体,受到一个水平向右的力F=20N,求物体的加速度。
答案:根据牛顿第二定律,F=ma,所以a=F/m=20N/10kg=2m/s²。
2. 一个杠杆长2m,一端固定,另一端受到一个垂直向下的力G=100N,求杠杆的力臂长度。
答案:由于杠杆平衡,力臂长度等于杠杆长度的一半,即1m。
五、论述题1. 论述静力学在工程学中的应用,并给出至少两个具体的例子。
答案:静力学在工程学中有着广泛的应用,例如:- 在建筑设计中,通过静力学分析可以确定建筑物结构的稳定性和承载能力,确保建筑物的安全。
- 在机械设计中,通过计算零件的受力情况,可以设计出既满足功能需求又具有足够强度的机械结构。
静力学练习题及参考答案1. 问题描述:一根长度为L的均质杆以一端固定在墙上,另一端悬挂一重物。
重物造成的杆的弯曲应力最大为σ。
杆的质量可以忽略不计。
计算重物的质量m。
解答:根据静力学原理,杆的弯曲应力可以用公式计算:σ = M / S,其中M是杆的弯矩,S是杆的截面横截面积。
因为杆是均质杆,所以它的截面横截面积在整个杆上都是相等的。
设杆的截面横截面积为A。
杆的弯矩M可以通过杆的长度L和重物的力矩T计算得到:M = T * (L/2)。
代入上面的公式,我们可以得到:σ = (T * (L/2)) / A。
根据题目的描述,我们可以得到如下等式:σ = (m * g * (L/2)) / A,其中g是重力加速度。
我们可以将这个等式转换成求解未知质量m的方程。
将等式两边的A乘以m,并将等式两边的m乘以g,我们可以得到如下方程:m^2 = (2 * σ * A) / (g * L)解这个方程,我们可以求得未知质量m。
2. 问题描述:一根均质杆的长度为L,质量为M。
杆的一端固定在墙上,另一端悬挂一重物。
杆与地面的夹角为θ。
重物造成的杆的弯曲应力最大为σ。
求重物的质量m。
解答:在这个问题中,除了重物的力矩,还需要考虑到重力对杆的力矩。
由于杆是均质杆,其质量可以均匀分布在整个杆上。
假设杆上的每个微小质量元都受到与其距离一致的力矩。
重物造成的力矩可以用公式计算:M1 = m * g * (L/2) * sinθ,其中g 是重力加速度。
由于杆是均质杆,它的质心位于杆的中点。
因此重力对杆的力矩可以用公式计算:M2 = M * g * (L/2) * cosθ。
根据静力学的原理,杆的弯曲应力可以用公式计算:σ = M / S,其中M是杆的弯矩,S是杆的截面横截面积。
在这个问题中,我们可以将弯曲应力的计算公式推广到杆的中点(也就是质心):σ = (M1 + M2) / S代入上面的公式,我们可以得到:σ = ((m * g * (L/2) * sinθ) + (M *g * (L/2) * cosθ)) / S根据题目的描述,我们可以得到如下等式:σ = ((m * g * (L/2) * sinθ) + (M * g * (L/2) * cosθ)) / (A / 2),其中A是杆的横截面积。
静力学和动力学练习题(含答案)静力学和动力学练题 (含答案)静力学练题1. 一个质量为10kg的物体置于水平面上。
一个力F = 50N施加在物体上,使其保持静止。
求摩擦力的大小。
解答:根据静力学的条件,物体保持静止时,合力为零。
我们可以设置以下方程:ΣF = F - F_f = 0其中,ΣF为合力,F为施加在物体上的力,F_f为摩擦力。
代入已知数据,得到:50N - F_f = 0解方程得到 F_f = 50N,因此摩擦力的大小为50N。
2. 一个质量为5kg的物体沿斜面下滑,斜面的倾角为30度。
在不考虑摩擦的情况下,求物体的加速度。
解答:根据静力学的条件,物体在斜面上保持平衡时,合力沿着斜面的方向为零。
我们可以设置以下方程:ΣF = m * g * sinθ - m * g * cosθ = 0其中,ΣF为合力,m为物体的质量,g为重力加速度,θ为斜面的倾角。
代入已知数据,得到:5kg * 9.8m/s^2 * sin30° - 5kg * 9.8m/s^2 * cos30° = 0解方程得到加速度 a = 4.9m/s^2,因此物体的加速度为4.9m/s^2。
动力学练题1. 一个质量为2kg的物体以速度4m/s沿着水平方向运动。
一个恒力F = 6N施加在物体上,与运动方向垂直。
求物体在3秒后的速度。
解答:根据动力学的条件,物体在受到恒力作用时,速度的变化可以通过牛顿第二定律来计算。
我们可以使用以下公式:F = m * a其中,F为力的大小,m为物体的质量,a为物体的加速度。
根据题目已提供的数据,可以计算出物体的加速度:6N = 2kg * a解方程得到 a = 3m/s^2。
然后,我们可以使用以下公式来计算物体的速度变化:v = u + a * t其中,v为物体的最终速度,u为物体的初始速度,a为物体的加速度,t为时间间隔。
代入已知数据,计算得到:v = 4m/s + 3m/s^2 * 3s = 4m/s + 9m/s = 13m/s因此,物体在3秒后的速度为13m/s。
2012-2013学年度???学校7月月考卷1.如图所示,轻绳AB 能承受的最大拉力为100N ,在它下面悬挂一重为50N 的重物,分两种情况缓慢地拉起重物。
第一次,施加一水平方向的力F 作用于轻绳AB 的O 点;第二次用拴有光滑小环的绳子,且绳子所能承受的最大拉力也为50N 。
绳子刚好断裂时,绳AB 上部分与竖直方向的夹角分别为1θ和2θ,关于两者大小关系的说法中正确的是( )A .21θθ>B . 21θθ=C .21θθ<D .无法确定 【答案】B 【解析】 试题分析:在缓慢向右拉动的过程中,OB 段绳承受的拉力等于物重G =50N ,不会断裂;当OA 段绳与竖直方向的夹角增大到θ时,承受的拉力达到最大F m =100N 时断裂。
断裂前有F 与F m 的合力大小等于G ,如右图。
则F m cos θ=G解得:cos θ=0.5,θ=60°,当用拴有光滑小环的绳子,两端绳子拉力总是相等,所以OA 和OB 不会断裂,拉力大小总等于50N ,但当OA 段与竖直方向夹角为60°时,水平向右的绳子拉力增大到50N ,开始断裂,所以B 选项正确考点:考查力的合成与分解点评:难度较大,本题的关键是要明确绳子的连接方式的不同,引起绳子拉力的不同,分为系死扣和用环连接两种情况 2.一个截面是直角三角形的木块放在水平地面上,在斜面上放一个光滑球,球的一侧靠在竖直墙上,木块处于静止,如图所示, 若在光滑球的最高点再施加一个竖直向下的力,木块仍处于静止,则木块对地面的压力F N 和摩擦力F f 的变化情况是 ()A F N 增大,F f 增大B F N 增大,F f 不变C F N 不变,F f 增大D F N 不变,F f 不变 【答案】A 【解析】试题分析:受力分析须严密,外部作用看整体,互相作用要隔离.找施力物体防“添力”,顺序分析防“漏力”;分力和合力避免重复,性质力、效果力避免重复。
以小球为研究对象,分析受力,作出力图如图1所示:小球受到重力G 球,力F ,墙的弹力1F ,三角形的支持力2F ,根据平衡条件分析可知,当施加一个竖直向下的力F 时,墙的弹力1F 增大.再以三角形和球整体作为研究对象,分析受力,作出力图如图2所示:整体受到重力G 总,力F ,墙的弹力1F ,地面的支持力N F 和摩擦力f F .根据平衡条件分析可知,1f F F =,N F G F =+总,可见,当施加一个竖直向下的力F 时,墙的弹力1F 增大,则摩擦力f F 增大,地面的支持力N F 增大.故选A考点:受力分析点评:稍难。
本题属于共点力平衡问题,采用隔离法和整体法交叉使用的方法研究,也可以只用隔离法处理,分析受力是基础.3.如图,斜面体M 的底面粗糙,斜面光滑,放在粗糙水平面上,弹簧的一端固定在墙面上,另一端与放在斜面上的物块m 相连,弹簧的轴线与斜面平行,若物体在斜面上做简谐运动,斜面体保持静止,则地面对斜面的摩擦力f 与t 的关系图象正确的是【答案】C【解析】试题分析:物块在光滑的斜面上做简谐运动,对斜面的压力N 1等于物块重力垂直于斜面的分力.斜面体处于静止,分析受力,作出力图,由平衡条件分析地面对斜面体的摩擦力f 与时间t 的关系.设斜面的倾角为θ.物块在光滑的斜面上做简谐运动,对斜面的压力N 1等于物块重力垂直于斜面的分力,即θcos 1mg N =以斜面体为研究对象,作出力图如图地面对斜面体的摩擦力θθθcos sin sin 1mg N f == 因为θ,m 不变,所以f 不随时间变化.故选C 考点:共点力平衡点评:本题难度较大,关键抓住物块对斜面的压力不变,不要被物块做简谐运动迷惑4.如图所示,斜面体M 的底面粗糙,斜面光滑,放在粗糙水平面上.弹簧的一端固定在墙面上,另一端与放在斜面上的物块m 相连,弹簧的轴线与斜面平行,若物块在斜面上做周期性往复运动,斜面体保持静止,则地面对斜面体的摩擦力f 与时间t 的关系图象正确的是( )【答案】A 【解析】试题分析:物块在光滑的斜面上做简谐运动,对斜面的压力N 1等于物块重力垂直于斜面的分力.斜面体处于静止,分析受力,作出力图,由平衡条件分析地面对斜面体的摩擦力f 与时间t 的关系. 设斜面的倾角为θ.物块在光滑的斜面上做简谐运动,对斜面的压力N 1等于物块重力垂直于斜面的分力,即1N mgcos θ=.以斜面体为研究对象,作出力图如图.地面对斜面体的摩擦力1f N sin mgsin cos θθθ==因为m θ,不变,所以f 不随时间变化.故选A 考点:考查了共点力平衡的条件以及应用点评:本题关键抓住物块对斜面的压力不变,不要被物块做简谐运动迷惑. 5.如图所示,重为G 的光滑球在倾角为θ的斜面和竖直墙壁之间处于静止状态.若将斜面换成材料和质量相同,但倾角θ稍小一些的斜面,以下判断正确的是A .球对斜面的压力变大B .球对斜面的压力变小C .斜面可能向左滑动D .斜面仍将保持静止 【答案】BD 【解析】试题分析:共点力平先以小球为研究对象,分析受力情况,作出力图,由平衡条件得到斜面对球的支持力与θ的关系式,分析支持力的变化,即可知道球对斜面的压力变化;再对球和斜面整体研究,根据平衡条件,分析地面对斜面的静摩擦力变化,即可判断斜面能否保持静止.解:A 、B 以球为研究对象,它受到重力mg ,斜面对它的支持力N 1,墙壁对它的弹力F 的作用而处于平衡状态,如右图所示.ABCD根据平衡条件有:N1 cosθ=mg,N1sinθ=F,解得F=mgtanθ,所以静摩擦力f=F=mgtanθθ减小时,N1 变小,F变小,由牛顿第三定律知球对斜面的压力变小,故A错误,B正确.C、D选取球(m)和斜面(M)这个整体为研究对象,受到重力(M+m)g,地面支持力N,墙壁的弹力F和地面的静摩擦力f的作用而处于平衡状态.如左图所示.根据平衡条件有:N-(M+m)g=0,F=f.倾角θ减小时,静摩擦力f减小,斜面仍将保持静止,故C错误,D正确.故选BD。
考点:平衡的条件及其应用;力的合成与分解的运用.点评:正确选择研究对象,对其受力分析,运用平衡条件列出平衡等式解题.要注意多个物体在一起时,研究对象的选取.6.在水平桌面M上放置一块正方形薄木板abcd,在木板的正中点放里一个质量为m的木块,如图所示.先以木板的ad边为轴,将木板向上缓慢转动,使木板的ab边与桌面的夹角为θ;再接着以木板的ab边为轴,将木板向上缓慢转动,使木板的ad边与桌面的夹角也为θ (ab边与桌面的夹角θ不变).在转动过程中木块在木板上没有滑动,则转动之后木块受到的摩擦力大小为()A. sinθsinθ C. sin2mgθD. mg【答案】B【解析】试题分析:以木板的ad边为轴,将木板向上缓慢转动,使木板的ab边与桌面的夹角为θ,此时物体所受摩擦力与重力沿斜面向下的分力平衡,为mgsinθ,如果仅以木板的ab边为轴,将木板向上缓慢转动,使木板的ad边与桌面的夹角也为θ,物体所受摩擦力与重力沿斜面向下的分力平衡,为mgsinθ,则先后转动后,摩擦力为θsin2mg,故选B考点:考查摩擦力的计算点评:本题难度较大,重点放在斜面与地面的夹角,根据二面角的知识求解7.如图所示,轻质弹簧下端挂有一个物体P,当P处于静止时,弹簧伸长了0.3x m=。
已知该弹簧的劲度系数100/k N m=,则:()A、物体受到的重力大小为6NB、物体受到的重力大小为60NC、弹簧受到的拉力大小为3ND、弹簧受到的拉力大小为30N【答案】D【解析】试题分析:弹力等于重力,由此可知重力为kx=30N,选项ABC错误;选项D正确考点:考查受力分析点评:本题难度较小,只要是静止或匀速直线运动的物体受力一定平衡8.如图所示,两个完全相同的光滑球的质量为m,放在竖直挡板和倾角为α的固定斜面间.若缓慢转动挡板至与斜面垂直,则在此过程中()A.A、B两球间的弹力不变B.B球对斜面的压力逐渐增大C.B球对挡板的压力逐渐增大D.A球对斜面的压力逐渐增大【答案】A【解析】试题分析:虽然挡板在变化,但球B对球A的弹力方向没有改变,球B的重力没有变化,则斜面对球A的支持力方向也没变,虽然球A位置在缓慢变化,但球A所受力没有变化,故A球对斜面的压力不变,A、B两球的弹力没有变.所以A正确,D错误;球B受力分析如图,当缓慢转动挡板至挡板与斜面垂直的过程中,弹力F1的方向也从图示位置转动到与斜面平行位置.则两个弹力的合力不变,当夹角变小时,两弹力大小均变小,故B球对挡板的压力逐渐减少,B球对斜面的压力逐渐减少.故B C错误;故选A考点:共点力平衡的条件及其应用;力的合成与分解的运用.点评:挡板的缓慢变化,导致弹力F1的方向在变化,从而出现两力的合力不变,而其夹角变小,可以确定这两力大小如何变化.当然可以通过画受力的动态图来一目了然9.质量为m的物体放在质量为M的斜面上,斜面体放在水平粗糙的地面上,m、M均处于静止状态,如图所示。
当在物体m上施加一个水平力F,且F由零增大到Fm的过程中,m和M仍保持静止状态,则在此过程中,下列说法正确的是()A.斜面体对m的支持力逐渐增大B.物体m受到的摩擦力逐渐增大C.地面受到的压力逐渐增大D.地面对斜面体的摩擦力由零逐渐增大到Fm【答案】AD【解析】试题分析:对物体进行研究,物体受到重力mg、水平推力F、斜面的支持力1N,原来物体受到的静摩擦力大小为1f mgsinα=(α是斜面的倾角),方向沿斜面向上,支持力1N mgcosα=;在F作用下,斜面对物体的支持力1N mgcos Fsinαα=+,所以支持力逐渐增大.而对于静摩擦力,当Fcos mgsinαα≤时,1f mg s i n F c o s m g s i nααα=-<,减小;当Fcos mgsinαα>时,静摩擦力的大小变化不确定.故A正确,B错误.对于整体,受到总重力M m g+()、地面的支持力2N、静摩擦力2f和水平推力F,由平衡条件得,22N M m g f F=+=(),,可见,当F增大时,2f逐渐增大到mF.由牛顿第三定律得知,地面受到的压力保持不变,地面给斜面体的摩擦力由0逐渐增加到mF.故C错误,D正确.故选AD考点:共点力平衡的条件及其应用;点评:本题隔离法和整体法相结合的方法研究两个物体的平衡问题,通过分析受力情况,由平衡条件判断各力的变化情况.10.一根长1m的轻质细绳将一副质量为1kg的画框对称悬挂在墙壁上,已知绳能承受的最大张力为10N,为使绳不断裂,画框上两个挂钉的间距最大为(g取10m/s2)( )A【答案】A【解析】试题分析:一个大小方向确定的力分解为两个等大的力时,合力在分力的角平分线上,且两分力的夹角越大,分力越大,因而当绳子拉力达到F=10N的时候,绳子间的张角最大,为120°,此时两个挂钉间的距离最大;画框受到重力和绳子的拉力,三个力为共点力,绳子与竖直方向的夹角为60θ=︒,绳子长为01L m=,则有2mg Fcosθ=,A项正确;故选A.考点:力的合成与分解的运用;共点力平衡的条件及其应用.点评:熟练应用力的合成和分解以及合成与分解中的一些规律,是解决本题的根本.11.某研究性学习小组为颈椎病人设计了一个牵引装置:如图,一根绳绕过两个定滑轮和一个动滑轮后两端挂着相同的重物,与动滑轮相连的帆布带拉着病人的颈椎(图中是用手指代替颈椎做实验),整个装置在同一竖直平面内。