受力分析经典题及标准答案
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哈尔滨工程大学考研真题一、简要说明下列各种力产生的原因、求解思路及表达式1、 沿程阻力2、形状阻力3、惯性阻力4、机翼升力5、湍流应力二、图示水箱1中的水经光滑无阻力的圆孔口水平射出,冲到一平板上。
平板封盖着另一水箱2的孔口,水箱1中水位高度为1h ,水箱2 的水位高度为2h ,两孔口中心重合,而且直径12d d /2=。
若射流的形状时对称的,冲击到平板后转向平行于平板的方向,并向四周均匀流出。
假定流动是无粘性不可压缩定常的,平板和水质量力不计。
当已知1h 和水的密度ρ时,求保持平板封盖住水箱2的孔口时2h 的最大值。
三、工程中常用文丘里管测量管路中水的流量。
管路和收缩管段截面积分别为1S 、2S ,水的密度和U 型测压计中液体的密度分别为ρ、m ρ,且m ρρ〈。
若不计水的粘性,试导出倾斜管路中水的流量Q 与测压计中液体的高度差读数h 之间的关系式。
四、设在平面直角域中点A (a ,b )处放着一个强度为Q 的平面点源,0,0x y ==是半无限固体壁面,远方压力为ρ∞。
试求: 1. 平面流动复势W(z); 2. 壁面上流体的速度分布;3. 壁面0x =上流体的压力分布。
五、两块无限长二维平行平板如图所示,其间充满两种密度和粘性系数分别为12,ρρ和12,μμ的液体,高度分别为1h ,2h 。
已知下板静止,上板以速度U 向右运动,全流场应力相同,不计重力,流体运动为层流。
试求流场中的速度分布。
六、圆球在静水中释放后上浮,圆球的半径为a ,水和圆球的密度分别为,w m ρρ。
忽略水的粘性,试求圆球上浮运动之距离随时间的变化规律。
标准答案 一、(分析)考察学生对流体力学中出现的专业中常用的有关力的掌握程度。
1、沿程阻力:管道壁面粘性摩擦和粗糙度引起的阻力。
表达为圆管沿程阻力系数,2f l Vh d gλ∆= 2、形状阻力:由于粘性和流动分离产生的压力沿流动方向投影的合力。
求得压力后积分或试验测得,20cos 12p n D sD D p ds C U A αρ==⎰⎰或3、惯性阻力:非定常运动改变流体的惯性引起的阻力。
水坝的底部为何要建得宽些?——标准答案“标准”吗?朱士国徐州市春晖中学221121题目:如图,水坝的下部总要比上部建造得宽些,这是为什么?(苏科版物理八年级下册第84页,www.1)标准答案:应为液体的压强随深度的增加而增大,在水坝的下部相同面积受到的压力比上部大,所以下部要建造得宽些。
水坝选择建成现在这种形状是与建成柱形(图3)和下窄上宽形(图4)比较而言的。
从施工工艺的要求看,水坝建成这种形状更简易,特别是在科技不发达的古代。
其实,不只是大坝建成这样,即便是与侧面压强无关的建筑往往也建成上窄下宽的形状,如城墙(图5)、塔楼(图6)、烟囱(图7)其次,从力学的角度进行分析:如果选择建成柱形大坝,对它受力分析如图8,在竖直方向重力与支持力平衡,在水平方向受到水的推力和地面提供的摩擦力,由于摩擦力是被动力,所以即大坝处于一个不稳定的平衡态,即时刻有被“冲”走的危险。
由液体内部压强的特点可知,水越深,这种危险越大。
当选择图2形状时,对大坝受力分析如图9所示:将水对大坝的推力F按其作用效果分解为使大坝水平移动的力F1,使大坝压在地面上的力F2,即由于水的压力使大坝对地面的压力增大了,而最大静摩擦力与压力成正比,因而大坝更加牢固,降低了它被“冲”走的危险。
再次,大坝建成图2的形状,其重心较低,从而增大了大坝的稳度,即使是现代建筑如电厂的烟囱(图10),通讯的铁塔(图11)等也都采用底部较大的形状。
最后,大坝建成图2 的形状,底部的受力面积较大,对地面的压强较小,能防止大坝沉降。
2009年6月27日5点35分,上海一幢在建的13层居民楼从根部断开,整体倾覆在地,楼身几近完好,见图12。
对事故的原因,专家组的因为成员给出了通俗的解释:一头挖空,一头堆积,受力不均匀,最终导致楼踏。
从事故现场看,楼南面是近5米深的车库,楼北面是9米高的堆土,堆土的北面是浦定河。
由于挖地下车库时没有打“护桩坡”而使楼南面地基松动;北面9米高每平方米近17吨的重量对地面造成过大的压力,连日下雨使重量进一步增加;浦定河水位上涨,对河岸土体造成压力。
一、强度(分析题,较难,10分)[题目]滚动轴承运转时,工作温度影响轴承游隙量.1。
试分析内、外圈及滚动体三者的热膨胀关系;2。
分析温度升高后,轴承游隙是增大还是减小;3.导出因热膨胀差使轴承游隙变化的近似估算式(设线膨胀系数α=12.5⨯10—6︒C—1,内外圈温差∆t=5~100︒C,外圈滚道直径为D2)。
[参考答案]1.轴承箱散热效果一般比轴好,所以外圈温度最低。
轴承内部零件温度比外圈高:滚动体温度最高,内圈温度次之。
所以内圈、滚动体热膨胀值均比外圈大;2。
因外圈热膨胀值小于内部零件热膨胀值,使游隙减少;3。
径向游隙减少量δ≈α∆tD2(粗略计算).何谓可靠度R t?并写出R t的表达式,一般机械设计手册中给出的疲劳极限σ-1的可靠度是多少?[参考答案]1。
产品在规定条件下和规定时间内,完成规定功能的概率。
2。
R t=(该产品到时间t的可靠度)。
3。
一般手册中给出的疲劳极限σ-1的可靠度R=50%。
二、摩擦磨损润滑(分析题,中,5分)[题目]何谓腐蚀磨损?单纯的腐蚀现象与腐蚀磨损有无差别?[参考答案]1。
在摩擦过程中,摩擦表面与周围介质发生化学反应或电化学反应的磨损称为腐蚀磨损。
2.单纯的腐蚀现象可在没有摩擦条件下产生,它不能定义为腐蚀磨损.只有当腐蚀现象与机械磨损过程相混合,同时起作用的磨损,才称为“腐蚀磨损”.试分析与判断图中板间流体能否建立压力油膜。
[参考答案]b)、d)、e)可能建立压力油膜,其余情况不可能.分析:b)存在收敛油楔。
d)①情况存在收敛油楔;②情况不能形成压力油膜.e)情况:分析同上。
f)情况:①情况:因为v2〉v1,构成发散油楔,不能形成压力油膜;②情况不能形成压力油膜。
零件的正常磨损分为几个阶段(画出磨损量q—时间t图),各阶段有何特点?[参考答案]Ⅰ.跑合磨损阶段:机器使用(磨合)初期发生,磨损率ε=d q/d t先大、逐渐减小到稳定值,因为新摩擦表面经磨合后,接触面积增大,ε下降。
高中物理共点力平衡计算题专题训练含答案姓名:__________ 班级:__________考号:__________一、计算题(共20题)1、如图所示,一半径为r的球重为G,它被长为r的细绳挂在光滑的竖直墙壁上。
求:(1)画出小球所受的力(要求画在球心上);(2)细绳拉力的大小;(3)墙壁受的压力的大小。
2、如下图所示,灯重G=20N,绳AO与天花板的夹角,绳BO与墙面垂直,试求AO、BO两绳所受的拉力各为多大?3、如图所示,光滑圆球的半径为10c m,悬线长为L=40c m,物体B的水平宽度为20c m,重为18N,B与墙壁间的动摩擦因数为0.3,若要使B在未脱离圆球时,沿墙匀速下滑,求:(1)悬线与竖直墙之间的夹角ө.(2)球对B物体的压力大小.(3)球的重力.4、某同学表演魔术时,将一小型条形磁铁藏在自己的袖子里,然后对着一悬挂的金属小球指手画脚,结果小球在他神奇的功力下飘动起来.假设当隐藏的小磁铁位于小球的左上方某一位置C (图中θ=37°)时,金属小球偏离竖直方向的夹角也是37°,如图所示.已知小球的质量为m=4.8Kg,该同学(含磁铁)的质量为M=50Kg,(sin370=0.6 cos370=0.8 g=10m/s2)求此时:(1)悬挂小球的细线的拉力大小为多少?(2)该同学受到地面的支持力和摩擦力大小各为多少?5、如图所示,木块重60N,放在倾角θ=370的斜面上,当用如图示方向的水平力F=10N推它时恰能沿斜面匀速下滑,求该物体与斜面间的动摩擦因数.(sin370=0.6,cos370=0.8)6、如图所示,轻绳一端固定在倾角为θ质量为M的斜面上端,另一端连接质量为m的物块A,斜面左端有一高出地面的竖直挡壁P设A与斜面间,斜面与地面间均光滑. 试求:(1)绳对A的拉力大小?(2)若剪断绳,在A滑斜面下滑过程中挡壁P受到的水平作用力大小及斜面对地面的压力的大小?7、(8分)两个相同的小球A和B,质量均为m,用长度相同的两根细线把A、B两球悬挂在水平天花板上的同一点O,并用长度相同的细线连接A、B两小球,然后,用一水平方向的力F作用在小球A上,此时三根细线均处于直线状态,且OB细线恰好处于竖直方向,如图所示。
博练3 受力领会物体的仄稳之阳早格格创做一、单项采用题1.如图1所示,品量为2 kg的物体B战品量为1 kg的物体C用沉弹簧对接并横曲天静置于火仄大天上.再将一个品量为3kg的物体A沉搁正在B上的一瞬间,弹簧的弹力大小为(与g=10 m/s2)()A.30 N B.0C.20 N D.12 N问案C2.(2014·上海单科,9)如图2,光润的四分之一圆弧轨讲AB牢固正在横曲仄里内,A端与火仄里相切,脱正在轨讲上的小球正在推力F效率下,缓缓天由A背B疏通,F末究沿轨讲的切线目标,轨讲对于球的弹力为F N,正在疏通历程中()A.F删大,F N减小 B.F减小,F N减小C.F删大,F N删大 D.F减小,F N删大剖析对于球受力领会,受沉力、收援力战推力,根据共面力仄稳条件,有:F N=mg cos θ战F=mg sin θ,其中θ为收援力F N与横曲目标的夹角;当物体进与移动时,θ变大,故F N变小,F变大;故A精确,BCD过失.问案A3.(2014·贵州六校联考,15)如图3所示,搁正在细糙火仄里上的物体A上叠搁着物体B.A战B之间有一根处于压缩状态的弹簧,物体A、B均处于停止状态.下列道法中精确的是()A.B受到背左的摩揩力 B.B对于A的摩揩力背左C.大天对于A的摩揩力背左 D.大天对于A不摩揩力剖析弹簧被压缩,则弹簧给物体B的弹力火仄背左,果此物体B仄稳时必受到A对于B火仄背左的摩揩力,则B对于A的摩揩力火仄背左,故A、B均过失;与A、B为一完全,果其火仄目标不受中力,则大天对于A不摩揩力效率,故D精确,C过失.问案D4.图4所示,物体A置于火仄大天上,力F横曲背下效率于物体B上,A、B脆持停止,则物体A的受力个数为()A.3 B.4C.5 D.6剖析利用断绝法对于A受力领会,如图所示.A受到沉力G A,大天给A的收援力N天,B给A的压力N B→A,B给A的摩揩力f B→A,则A、C、D过失,B精确.问案B5.(2014·广州概括尝试)如图5所示,二梯形木块A、B叠搁正在火仄大天上,A、B之间的交战里倾斜.A的左侧靠正在光润的横曲墙里上,闭于二木块的受力,下列道法精确的是() A.A、B之间一定存留摩揩力效率B.木块A大概受三个力效率C.木块A一定受四个力效率D.木块B受到大天的摩揩力效率目标背左剖析A、B之间大概不存留摩揩力效率,木块A大概受三个力效率,选项A、C过失,B精确;木块B也大概不受大天的摩揩力效率,选项D过失.问案B6.(2014·佛山调研考查)如图6所示是人们短途出止、买物的烦琐单轮小车,若小车正在匀速止驶的历程中收架与火仄目标的夹角脆持稳定,不计货品与小车间的摩揩力,则货品对于杆A、B的压力大小之比F A∶F B为()A.1∶ 3 B.3∶1 C.2∶1 D.1∶2剖析以货品为钻研对于象举止受力领会,如图所示,利用力的合成法可得tan30°=F B′F A′,根据牛顿第三定律可知F B=F B′、F A=F A′,解得F A∶F B=3∶1,选项B精确.问案B7.(2014·昆明市品量检测)如图7所示,二个品量均为m的小球用沉量细杆对接停止于内壁光润的半球形碗内,杆及碗心仄里均火仄、碗的半径及二小球之间的距离均为R,不计小球半径,则碗对于每个小球的收援力大小为()A.33mg B.233mg C.3mg D.2mg剖析以其中一小球为钻研对于象,受力情况如图所示.根据题意可知θ=30°,根据仄稳条件可知:F N1=mgcos θ=233mg,选项B精确.问案B8.正在板滞安排中时常使用到底下的力教本理,如图8所示,只消使连杆AB与滑块m天圆仄里间的夹角θ大于某个值,那么,无论连杆AB对于滑块施加多大的效率力,皆不可能使之滑动,且连杆AB对于滑块施加的效率力越大,滑块便越宁静,工程力教上称为“自锁”局里.设滑块与天圆仄里间的动摩揩果数为μ,为使滑块能“自锁”应谦脚的条件是()A.μ≥tan θB.μ≥cot θC.μ≥sin θD.μ≥cos θ剖析滑块m的受力如图所示,修坐曲角坐标系,将力F正接领会,由物体的仄稳条件可知:横曲目标有F N=mg+F sin θ,火仄目标有F cos θ=F f≤μF N.由以上二式解得F cos θ≤μmg+μF sin θ.果为力F很大,所以上式不妨写成F cos θ≤μF sin θ故应谦脚的条件为μ≥cot θ,B对于.问案B二、多项采用题9.如图9所示,小车M正在恒力F的效率下,沿火仄大天干曲线疏通,由此可推断()A.若大天光润,则小车一定受三个力的效率B.若大天细糙,则小车一定受四个力的效率C.若小车干匀速疏通,则小车一定受四个力的效率D.若小车干加速疏通,则小车大概受三个力的效率剖析先领会沉力战已知力F,再领会弹力.由于F的横曲分力大概等于沉力,果此大天大概对于小车无弹力效率,无弹力也便无摩揩力,A、B过失;若小车匀速疏通,那么火仄目标所受摩揩力战F的火仄分力仄稳,那时小车一定受沉力、恒力F、大天的弹力、摩揩力四个力的效率,C精确;若小车干加速疏通,当大天光润时,小车大概受沉力、恒力F、大天的弹力三个力效率,D精确.问案CD10.一件止李沉为G,被绳OA战OB吊正在空中,OA绳战OB绳的推力分别为F1、F2,如图10所示,则()A.F1、F2的合力是GB.F1、F2的合力是FC.止李对于绳OA的推力目标与F1目标差异,大小相等D.止李受到沉力G、OA绳推力F1、OB的推力F2,另有F共四个力剖析合力与分力具备等效代替的闭系.所谓等效是指力F的效率效验与其分力F1、F2共共效率爆收的效验相共.F1战F2的合力的效率效验是把止李提起去,而G的效率效验是使止李下降,其余爆收的本果(即本量)也不相共,故A过失;F1战F2的效率效验战F的效率效验相共,故B精确;止李对于绳OA的推力与推止李的力F1是相互效率力,等大、反背,不是一个力,故C精确;合力F是为钻研问题便当而假念出去的力,本量上不存留,应与本量受力辨别启去,故D过失.问案BC11.(2014·湖北黄冈量检)如图11所示,用一根不可伸少的沉量细线将小球悬挂正在天花板上,现对于小球施加一个目标末究笔曲细线的推力F将小球缓缓推起,正在小球推起的历程中,下列推断精确的是()A.推力F背去删大 B.推力F先删大后减小C.细线的推力背去减小 D.细线的推力先删大后减小剖析小球正在推起的历程中,设线与横曲目标的夹角为θ,由于F与细线笔曲,将沉力领会可得F=mg sin θ,θ渐渐删大,F渐渐删大,A精确.细线的推力F T=mg cos θ,θ渐渐删大,cos θ渐渐减小,C精确.问案AC12.倾角为α、品量为M的斜里体停止正在火仄桌里上,品量为m的木块停止正在斜里体上.下列论断精确的是()A.木块受到的摩揩力大小是mg cos αB.木块对于斜里体的压力大小是mg cos αC.桌里对于斜里体的摩揩力大小是mg sin αcos αD.桌里对于斜里体的收援力大小是(M+m)g剖析以木块为钻研对于象有:F f=mg sin θ,F N=mg cosθ,所以A错、B对于;以完全为钻研对于象有:F N′=(M+m)g,F f′=0,所以C错、D对于.问案BD13.(2014·四川成皆六校检测)如图13所示,二个品量均为m,戴电荷量均为+q的小球A、B,一个牢固正在O面的正下圆L处,另一个用少为L的细线悬挂于O面,停止时,细线与横曲目标的夹角为60°,以下道法精确的是()A.O面处的电场强度的大小为3kq L2B.A正在B处爆收的电场强度为kq L2C.细线上的推力为3kq2 L2D.B球所受A球的库仑力战线的推力的合力目标横曲进与剖析由面电荷的场强公式,A正在O处或者B处爆收的电场强度大小均为E1=k qL2,O面处的电场为A、B分别正在O处爆收的电场的叠加,即E2=2E1cos 30°=3k qL2,则A、B精确;对于B球,由仄稳条件得,B球所受A球的库仑力战线的推力的合力目标横曲进与,且细线上的推力F T=kq 2L2,则D精确,C过失.问案ABD14.如图14所示,倾角为α的斜劈搁置正在细糙火仄里上,斜里细糙,物体a搁正在斜里上.一根沉量细线一端牢固正在物体a上,细线绕过二个光润小滑轮,滑轮1牢固正在斜劈上、滑轮2下吊一物体b,细线另一端牢固正在c上,c脱正在火仄横杆上,物体a战滑轮1间的细线仄止于斜里,系统停止.物体a受到斜劈的摩揩力大小为F f1,c受到横杆的摩揩力大小为F f2,若将c背左移动少许,a末究停止,系统仍停止,则()图14A.F f1由沿斜里背下改为沿斜里进与,F f2末究沿横杆背左B.细线对于a战c的推力皆将变大C.F f1战F f2皆将变大D.斜劈受到大天的摩揩力战横杆受到物体c的摩揩力皆将变大剖析将c背左移动少许,a位子稳定,则夹角β将变大,根据力的合成可知细线上的弛力将变大,B精确;对于c,细线与横杆的夹角减小,又细线对于c的推力删大,细线沿杆背左的分力删大,则c受到杆的摩揩力F f2将删大,对于a、b、c、斜劈战二个小滑轮完全,可知斜劈受到大天的摩揩力战物体c受到横杆的摩揩力等大反背,则斜劈受到大天的摩揩力战横杆受到物体c的摩揩力皆将变大,D精确;对于a,不克不迭决定沉力沿斜里背下的分力战细线推力的大小闭系,则不克不迭决定a受到斜里的摩揩力的大小战目标,A、C均错.问案BD15.如图15甲、乙所示,倾角为θ的斜里上搁置一滑块M,正在滑块M上搁置一个品量为m的物块,M战m 相对于停止,所有沿斜里匀速下滑,下列道法精确的是()图15A.图甲中物块m受到摩揩力B.图乙中物块m受到摩揩力C.图甲中物块m受到火仄背左的摩揩力D.图乙中物块m受到与斜里仄止进与的摩揩力剖析对于图甲:设m受到摩揩力,则物块m受到沉力、收援力、摩揩力,而沉力、收援力仄稳.若物体受摩揩力效率,其目标与交战里相切,目标火仄,则物体m受力将不仄衡,与题中条件冲突.故假设不可坐,A、C过失.对于图乙:设物块m不受摩揩力,由于m匀速下滑,m必受力仄稳,若m只受沉力、收援力效率,由于收援力与交战里笔曲,故沉力、收援力不可能仄稳,则假设不可坐.由受力领会知:m受到与斜里仄止进与的摩揩力,B、D精确.问案BD要领本领估计推理法本博题的题目为受力领会战共面力的仄稳问题,分离仄稳条件举止领会战推理,即“估计推理法”.根据题给条件,利用有闭的物理顺序、物理公式或者物理本理通过逻辑推理或者估计得出精确问案,而后再与备选问案对于照干出采用.。
2.如图,在光滑水平面上有一质量为m1的足够长的木板,其上叠放一质量为m2的木块。
假定木块和木板之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等。
现给木块施加一随时间t增大的水平力F=kt(k是常数),木板和木块加速度的大小分别为a1和a2,下列反映a1和a2变化的图线中正确的是()3.如图所示,A、B两物块叠放在一起,在粗糙的水平面上保持相对静止地向右做匀减速直线运动,运动过程中B受到的摩擦力A.方向向左,大小不变 B.方向向左,逐渐减小C.方向向右,大小不变 D.方向向右,逐渐减小例1.一小圆盘静止在桌布上,位于一方桌的水平桌面的中央.桌布的一边与桌的AB边重合,如图.已知盘与桌布间的动摩擦因数为μ1,盘与桌面间的动摩擦因数为μ2.现突然以恒定加速度a将桌布抽离桌面,加速度方向是水平的且垂直于AB边.若圆盘最后未从桌面掉下,则加速度a满足的条件是什么?(以g表示重力加速度)10.如图所示,一足够长的木板静止在光滑水平面上,一物块静止在木板上,木板和物块间有摩擦。
现用水平力向右拉木板,当物块相对木板滑动了一段距离但仍有相对运动时,撤掉拉力,此后木板和物块相对于水平面的运动情况为()A.物块先向左运动,再向右运动B.物块向右运动,速度逐渐增大,直到做匀速运动C.木板向右运动,速度逐渐变小,直到做匀速运动D.木板和物块的速度都逐渐变小,直到为零木板物块拉力14.质量为m=1.0 kg的小滑块(可视为质点)放在质量为m=3.0 kg的长木板的右端,木板上表面光滑,木板与地面之间的动摩擦因数为μ=0.2,木板长L=1.0 m开始时两者都处于静止状态,现对木板施加水平向右的恒力F=12 N,如图3-12所示,为使小滑块不掉下木板,试求:(g取10 m/s2)(1)水平恒力F作用的最长时间;(2)水平恒力F做功的最大值.10.如图9所示,一足够长的木板静止在光滑水平面上,一物块静止在木板上,木板和物块间有摩擦.现用水平力向右拉木板,当物块相对木板滑动了一段距离但仍有相对运动时,撤掉拉力,此后木板和物块相对于水平面的运动情况为()图9A.物块先向左运动,再向右运动B.物块向右运动,速度逐渐增大,直到做匀速运动C.木板向右运动,速度逐渐变小,直到做匀速运动D.木板和物块的速度都逐渐变小,直到为零17.如图18所示,小车质量M为2.0 kg,与水平地面阻力忽略不计,物体质量m为0.5 kg,物体与小车间的动摩擦因数为0.3,则:图18(1)小车在外力作用下以1.2 m/s2的加速度向右运动时,物体受摩擦力多大?(2)欲使小车产生a=3.5 m/s2的加速度,需给小车提供多大的水平推力?(3)若要使物体m脱离小车,则至少用多大的水平力推小车?(4)若小车长L=1 m,静止小车在8.5 N水平推力作用下,物体由车的右端向左滑动,则滑离小车需多长时间?(物体m看作质点)16.如图所示,木板长L=1.6m,质量M=4.0kg,上表面光滑,下表面与地面间的动摩擦因数为μ=0.4.质量m=1.0kg的小滑块(视为质点)放在木板的右端,开始时木板与物块均处于静止状态,现给木板以向右的初速度,取g=10m/s2,求:(1)木板所受摩擦力的大小;17.如图所示,质量为m =1kg ,长为L =2.7m 的平板车,其上表面距离水平地面的高度为h =0.2m ,以速度v 0=4m/s 向右做匀速直线运动,A 、B 是其左右两个端点.从某时刻起对平板车施加一个大小为5N 的水平向左的恒力F ,并同时将一个小球轻放在平板车上的P 点(小球可视为质点,放在P 点时相对于地面的速度为零),PB =L3.经过一段时间,小球从平板车上脱离后落到地面上.不计所有摩擦力,g 取10m/s 2.求:(1)小球从放到平板车上开始至落到地面所用的时间; (2)小球落地瞬间平板车的速度.13.如图所示,有一块木板静止在光滑且足够长的水平面上,木板质量M =4kg ,长L =1.4m ,木板右端放着一个小滑块.小滑块质量为m =1kg ,其尺寸远小于L .小滑块与木板间的动摩擦因数μ=0.4,g =10m/s 2.(1)现用恒力F 作用于木板M 上,为使m 能从M 上滑落,F 的大小范围是多少?(2)其他条件不变,若恒力F =22.8N 且始终作用于M 上,最终使m 能从M 上滑落,m 在M 上滑动的时间是多少?18.如图所示,一块质量为m ,长为L 的均质长木板放在很长的光滑水平桌面上,板的左端有一质量为m ′的小物体(可视为质点),物体上连接一根很长的细绳,细绳跨过位于桌边的定滑轮.某人以恒定的速度v 向下拉绳,物体最多只能到达板的中点,已知整个过程中板的右端都不会到达桌边定滑轮处.试求: (1)当物体刚到达木板中点时木板的位移;(2)若木板与桌面之间有摩擦,为使物体能达到板的右端,板与桌面之间的动摩擦因数应满足什么条件?例1 如图1所示,光滑水平面上放置质量分别为m 、2m 的物块A 和木板B ,A 、B 间的最大静摩擦力为μmg ,现用水平拉力F 拉B ,使A 、B 以同一加速度运动,求拉力F 的最大值。
高考经典课时作业2-3 受力分析、共点力的平衡(含标准答案及解析)时间:45分钟 分值:100分1.如图所示,在恒力F 的作用下,a 、b 两物体一起匀加速向上运动,则关于它们的受力情况说法正确的是( )A .a 一定受到四个力B .b 可能受到四个力C .a 与墙壁之间一定有弹力和摩擦力D .a 与b 之间一定有摩擦力2.(高考安徽卷)一质量为m 的物块恰好静止在倾角为θ的斜面上.现对物块施加一个竖直向下的恒力F ,如图所示.则物块( )A .仍处于静止状态B .沿斜面加速下滑C .受到的摩擦力不变D .受到的合外力增大3.(2013·银川一中一模)如图所示,斜劈静止在水平地面上,有一物体沿斜劈表面向下运动,重力做的功与克服力F 做的功相等.则下列判断中正确的是( ) A .物体可能加速下滑 B .物体可能受三个力作用,且合力为零 C .斜劈受到地面的摩擦力方向一定水平向左D .撤去F 后斜劈一定受到地面的摩擦力4.(2012·陕西五校三模)如图所示,A 、B 两物体叠放在水平地面上,A 物体质量m =20 kg ,B 物体质量M =30 kg.处于水平位置的轻弹簧一端固定于墙壁,另一端与A 物体相连,弹簧处于自然状态,其劲度系数为250 N/m ,A 与B 之间、B 与地面之间的动摩擦因数均为μ=0.5.现有一水平推力F 作用于物体B 上缓慢地向墙壁移动,当移动0.2 m 时,水平推力F 的大小为(g 取10 m/s 2)( )A .350 NB .300 NC .250 ND .200 N5.(2013·山西部分重点高中联考)如图所示,左侧是倾角为60°的斜面、右侧是14圆弧面的物体固定在水平地面上,圆弧面底端的切线水平,一根两端分别系有质量为m 1、m 2小球的轻绳跨过其顶点上的小滑轮.当它们处于平衡状态时,连接m 2小球的轻绳与水平线的夹角为60°,不计一切摩擦,两小球可视为质点.两小球的质量之比m 1∶m 2等于( )A .1∶1B .2∶3C .3∶2D .3∶46.(2012·高考浙江卷)如图所示,与水平面夹角为30°的固定斜面上有一质量m =1.0 kg 的物体.细绳的一端与物体相连,另一端经摩擦不计的定滑轮与固定的弹簧秤相连.物体静止在斜面上,弹簧秤的示数为4.9 N .关于物体受力的判断(取g =9.8 m/s 2),下列说法正确的是( )A .斜面对物体的摩擦力大小为零B .斜面对物体的摩擦力大小为4.9 N ,方向沿斜面向上C .斜面对物体的支持力大小为4.9 3 N ,方向竖直向上D .斜面对物体的支持力大小为4.9 N ,方向垂直斜面向上 7.(2012·高考山东卷)如图所示,两相同轻质硬杆OO 1、OO 2可绕其两端垂直纸面的水平轴O 、O 1、O 2转动,在O 点悬挂一重物M ,将两相同木块m 紧压在竖直挡板上,此时整个系统保持静止.F f 表示木块与挡板间摩擦力的大小,F N 表示木块与挡板间正压力的大小.若挡板间的距离稍许增大后,系统仍静止且O 1、O 2始终等高,则( )A .F f 变小B .F f 不变C .F N 变小D .F N 变大8.如右图所示,桌面上固定一个光滑的竖直挡板,现将一个质量一定的重球A 与截面为三角形的垫块B 叠放在一起,用水平外力F 可以缓缓向左推动B ,使球慢慢升高,设各接触面均光滑,则该过程中( )A .A 和B 均受三个力作用而平衡B .B 对桌面的压力越来越大C .A 对B 的压力越来越小D .推力F 的大小恒定不变9.如图所示,三根长度均为l 的轻绳分别连接于C 、D 两点,A 、B 两端被悬挂在水平天花板上,相距2l .现在C 点上悬挂一个质量为m 的重物,为使CD 绳保持水平,在D 点上可施加力的最小值为( )A .mgB.33mg C.12mg D.14mg10.如右图所示,重为G 的均匀链条挂在等高的两钩上,链条悬挂处与水平方向成θ角,试求:(1)链条两端的张力大小;](2)链条最低处的张力大小.11.如图所示,轻杆BC的C点用光滑铰链与墙壁固定,杆的B点通过水平细绳AB使杆与竖直墙壁保持30°的夹角.若在B点悬挂一个定滑轮(不计重力),某人用它匀速地提起重物.已知重物的质量m=30 kg,人的质量M=50 kg,g取10 m/s2.试求:(1)此时地面对人的支持力的大小;(2)轻杆BC和绳AB所受力的大小.12.(2012·高考新课标全国卷)拖把是由拖杆和拖把头构成的擦地工具(如图).设拖把头的质量为m,拖杆质量可忽略;拖把头与地板之间的动摩擦因数为常数μ,重力加速度为g.某同学用该拖把在水平地板上拖地时,沿拖杆方向推拖把,拖杆与竖直方向的夹角为θ.(1)若拖把头在地板上匀速移动,求推拖把的力的大小.(2)设能使该拖把在地板上从静止刚好开始运动的水平推力与此时地板对拖把的正压力的比值为λ.已知存在一临界角θ0,若θ≤θ0,则不管沿拖杆方向的推力多大,都不可能使拖把从静止开始运动.求这一临界角的正切tan θ0.标准答案及解析:1.解析:将a、b看成整体,其受力示意图如图甲所示,说明a与墙壁之间没有弹力和摩擦力作用;对b进行受力分析,如图乙所示,其受到3个力作用,则A、D正确,B、C错误.答案:AD2.解析:物块恰好静止在斜面上,沿斜面方向有:mg sin θ=μmg cos θ,得μ=tan θ,摩擦力f=mg sin θ.施加一个竖直向下的恒力F后,沿斜面向下的力(mg+F)sin θ与沿斜面向上的力μ(mg+F)cos θ仍然相等,所以物块仍处于静止状态,合外力不变,仍为零,故A正确,B、D错误.受到的摩擦力f′=(mg+F)sin θ,变大,故C错误.答案:A3.解析:对物体受力分析如图,由重力做的功与克服力F做的功相等可知,重力的分力G1=F1,若斜劈表面光滑,则物体匀速运动,若斜劈表面粗糙,则减速运动,故A错误、B正确.若F N与f的合力方向竖直向上,则斜劈与地面间无摩擦力,C错误.撤去F后,若F N与f的合力方向竖直向上,则斜劈与地面间无摩擦力,故D错误.答案:B4.解析:由题意可知f A max=μmg=100 N.当A向左移动0.2 m时,F弹=kΔx=50 N,F弹<f A max,即A、B间未出现相对滑动,对整体受力分析可知,F=f B+F弹=μ(m+M)g+kΔx=300 N,B选项正确.答案:B5.解析:m1、m2静止,由平衡条件,m1g sin 60°=F T1,m2g=2F T2cos 30°,又F T1=F T2,则m1∶m2=2∶3.答案:B6.解析:因物体的重力沿斜面方向的分力大小为mg sin 30°=1×9.8×0.5 N=4.9 N,与弹簧秤的示数相等,故斜面对物体的摩擦力大小为0,则A正确、B错误;斜面对物体的支持力大小为mg cos 30°=1×9.8×32N=4.9 3 N,方向垂直斜面向上,则C、D错误.答案:A7.解析:将两木块与重物视为整体,竖直方向上平衡,则2F f=(2m+M)g,故F f不变,A 错误、B正确;设硬杆对转轴的弹力大小均为F N1,对轴点O进行受力分析可知,竖直方向上:2F N1cos θ=Mg ,对木块m 进行受力分析可知,水平方向上:F N =F N1sin θ,两式联立解得F N =12Mg tan θ,当两板间距离增大时,θ增大,F N 增大,C 错误、D 正确. 答案:BD8.解析:分析A 、B 整体受力如图甲所示,由平衡条件可得:N B =(m A +m B )g ,不随球的升高而改变,故B 错误;分析球A 受力如图乙所示,由平衡条件可得:N AB =mg /cos θ,N A =mg tan θ,并不随球的升高而改变,故缓慢推动B 的过程中F 也不变,C 错误、D 正确;垫块B 受支持力、压力、重力、推力F 四个力作用,A 错误.答案:D9.解析:对C 点进行受力分析,由平衡条件可知,绳CD 对C 点的拉力F CD =mg tan 30°,对D 点进行受力分析,绳CD 对D 点的拉力F 2=F CD =mg tan 30°,F 1方向一定,则当F 3垂直于绳BD 时,F 3最小,由几何关系可知,F 3=F CD sin 60°=12mg . 答案:C10.解析:(1)在求链条两端的张力时,可把链条当做一个质点处理,两边受力具有对称性使两端点的张力F 大小相等,受力分析如图甲所示.取链条整体为研究对象.由平衡条件得竖直方向2F sin θ=G ,所以链条两端的张力为F =G 2sin θ. (2)在求链条最低处张力时,可将链条一分为二,取一半链条为研究对象.受力分析如图乙所示,由平衡条件得水平方向所受力为F ′=F cos θ=G 2sin θcos θ=G 2cot θ. 答案:(1)G 2sin θ (2)G cot θ211.解析:(1)因匀速提起重物,则T =mg ,且绳对人的拉力大小为mg ,所以地面对人的支持力为:N =Mg -mg =(50-30)×10 N =200 N ,方向竖直向上.(2)定滑轮对B 点的拉力方向竖直向下,大小为2mg ,杆对B 点的弹力方向沿杆的方向,如图所示,由共点力平衡条件得:F AB =2mg tan 30°=2×30×10×33 N =200 3 NF BC =2mg cos 30°=2×30×1032N =400 3 N. 答案:(1)200 N (2)400 3 N (3)200 3 N12.解析:(1)设该同学沿拖杆方向用大小为F 的力推拖把,将推拖把的力沿竖直和水平方向分解,按平衡条件有F cos θ+mg =N ① F sin θ=f ②式中N 和f 分别为拖把对地板的正压力和摩擦力.由摩擦力公式f =μN ③联立①②③式得F =μsin θ-μcos θmg ④ (2)若不管沿拖杆方向用多大的力都不能使拖把从静止开始运动,应有F sin θ≤λN ⑤这时,①式仍满足,联立①⑤式解得sin θ-λcos θ≤λmg F现考察使上式成立的θ角的取值范围.注意到上式右边总是大于零,且当F 无限大时极限为零,有sin θ-λcos θ≤0使上式成立的θ角满足θ≤θ0,这里θ0是题中所定义的临界角,即当θ≤θ0时,不管沿拖杆方向用多大的力都推不动拖把.临界角的正切为tan θ0=λ答案:(1)μmg sin θ-μcos θ(2)tan θ0=λ。
向心力典型例题(附答案详解)一、选择题【共12道小题】1、如图所示,半径为r的圆筒,绕竖直中心轴OO′转动,小物块a靠在圆筒的内壁上,它与圆筒的动摩擦因数为μ,现要使a不下滑,则圆筒转动的角速度ω至少为()A.B.C.D.解析:要使a不下滑,则a受筒的最大静摩擦力作用,此力与重力平衡,筒壁给a的支持力提供向心力,则N=mrω2,而fm=mg=μN,所以mg=μmrω2,故. 所以A、B、C均错误,D 正确.2、下面关于向心力的叙述中,正确的是()A.向心力的方向始终沿着半径指向圆心,所以是一个变力B.做匀速圆周运动的物体,除了受到别的物体对它的作用外,还一定受到一个向心力的作用C.向心力可以是重力、弹力、摩擦力中的某个力,也可以是这些力中某几个力的合力,或者是某一个力的分力D.向心力只改变物体速度的方向,不改变物体速度的大小解析:向心力是按力的作用效果来命名的,它可以是物体受力的合力,也可以是某一个力的分力,因此,在进行受力分析时,不能再分析向心力.向心力时刻指向圆心与速度方向垂直,所以向心力只改变速度的方向,不改变速度的大小,即向心力不做功. 答案:ACD3、关于向心力的说法,正确的是()A.物体由于做圆周运动而产生了一个向心力B.向心力不改变圆周运动物体速度的大小C.做匀速圆周运动的物体其向心力即为其所受的合外力D.做匀速圆周运动的物体其向心力大小不变解析:向心力并不是物体受到的一个特殊力,它是由其他力沿半径方向的合力或某一个力沿半径方向的分力提供的.因为向心力始终与速度方向垂直,所以向心力不会改变速度的大小,只改变速度的方向.当质点做匀速圆周运动时,向心力的大小保持不变. 答案:BCD4、在光滑水平面上相距20 cm的两点钉上A、B两个钉子,一根长1 m的细绳一端系小球,另一端拴在A钉上,如图所示.已知小球质量为0.4 kg,小球开始以2 m/s的速度做水平匀速圆周运动,若绳所能承受的最大拉力为4 N,则从开始运动到绳拉断历时为()A.2.4π sB.1.4π sC.1.2π sD.0.9π s解析:当绳子拉力为4 N时,由F=可得r=0.4 m.小球每转半个周期,其半径就减小0.2 m,由分析知,小球分别以半径为1 m,0.8 m和0.6 m各转过半个圆周后绳子就被拉断了,所以时间为t==1.2π s. 答案:C5、如图所示,质量为m的木块,从半径为r的竖直圆轨道上的A点滑向B 点,由于摩擦力的作用,木块的速率保持不变,则在这个过程中A.木块的加速度为零B.木块所受的合外力为零C.木块所受合外力大小不变,方向始终指向圆心D.木块所受合外力的大小和方向均不变解析:木块做匀速圆周运动,所以木块所受合外力提供向心力. 答案:C主要考察知识点:匀速圆周运动、变速圆周运动、离心现象及其应用6、甲、乙两名溜冰运动员,M 甲=80 kg,M乙=40 kg,面对面拉着弹簧秤做圆周运动的溜冰表演,如图所示,两个相距0.9 m,弹簧秤的示数为9.2 N,下列判断正确的是()A.两人的线速度相同,约为40 m/sB.两人的角速度相同,为6 rad/sC.两人的运动半径相同,都是0.45 mD.两人的运动半径不同,甲为0.3 m,乙为0.6 m解析:甲、乙两人绕共同的圆心做圆周运动,他们间的拉力互为向心力,他们的角速度相同,半径之和为两人的距离.设甲、乙两人所需向心力为F向,角速度为ω,半径分别为r甲、r乙.则F向=M甲ω2r甲=M乙ω2r乙=9.2 N ①r甲+r乙=0.9 m ②由①②两式可解得只有D正确答案:D7、如图所示,在匀速转动的圆筒内壁上有一物体随圆筒一起转动而未滑动.若圆筒和物体以更大的角速度做匀速转动,下列说法正确的是()A.物体所受弹力增大,摩擦力也增大B.物体所受弹力增大,摩擦力减小C.物体所受弹力减小,摩擦力也减小D.物体所受弹力增大,摩擦力不变析:物体在竖直方向上受重力G与摩擦力F,是一对平衡力,在向心力方向上受弹力F N.根据向心力公式,可知F N=mω2r,当ω增大时,F N增大,选D.8、用细绳拴住一球,在水平面上做匀速圆周运动,下列说法中正确的是()A.当转速不变时,绳短易断B.当角速度不变时,绳短易断C.当线速度不变时,绳长易断D.当周期不变时,绳长易断析:由公式a=ω2R=知,当角速度(转速)不变时绳长易断,故A、B错误.周期不变时,绳长易断,故D正确.由,当线速度不变时绳短易断,C错9、如图,质量为m的木块从半径为R的半球形的碗口下滑到碗的最低点的过程中,如果由于摩擦力的作用使得木块的速率不变A.因为速率不变,所以木块加速度为零C.木块下滑过程中的摩擦力大小不变B.木块下滑的过程中所受的合外力越来越大D.木块下滑过程中的加速度大小不变,方向时刻指向球心解析:木块做匀速圆周运动,所受合外力大小恒定,方向时刻指向圆心,故选项A、B不正确.在木块滑动过程中,小球对碗壁的压力不同,故摩擦力大小改变,C错. 答案:D10、如图所示,在光滑的以角速度ω旋转的细杆上穿有质量分别为m和M的两球,两球用轻细线连接.若M>m,则()A.当两球离轴距离相等时,两球相对杆不动B.当两球离轴距离之比等于质量之比时,两球相对杆都不动C.若转速为ω时,两球相对杆都不动,那么转速为2ω时两球也不动D.若两球相对杆滑动,一定向同一方向,不会相向滑动解析:由牛顿第三定律可知M、m间的作用力相等,即F M=F m,F M=Mω2r M,F m=mω2rm,所以若M、m不动,则r M∶r m=m∶M,所以A、B不对,C对(不动的条件与ω无关).若相向滑动,无力提供向心力,D对. 答案:CD 11、一物体以4m/s的线速度做匀速圆周运动,转动周期为2s,则物体在运动过程的任一时刻,速度变化率的大小为()A.2m/s2B.4m/s2C.0D.4π m/s2ω=2π/T=2π/2=πv=ω*r所以r=4/πa=v∧2/r=16/(4/π)=4π12、在水平路面上安全转弯的汽车,向心力是()A.重力和支持力的合力B.重力、支持力和牵引力的合力C 汽车与路面间的静摩擦力 D.汽车与路面间的滑动摩擦力二、非选择题【共3道小题】1、如图所示,半径为R的半球形碗内,有一个具有一定质量的物体A,A与碗壁间的动摩擦因数为μ,当碗绕竖直轴OO′匀速转动时,物体A刚好能紧贴在碗口附近随碗一起匀速转动而不发生相对滑动,求碗转动的角速度.分析:物体A随碗一起转动而不发生相对滑动,物体做匀速圆周运动的角速度ω就等于碗转动的角速度ω.物体A做匀速圆周运动所需的向心力方向指向球心O,故此向心力不是重力而是由碗壁对物体的弹力提供,此时物体所受的摩擦力与重力平衡.解析:物体A做匀速圆周运动,向心力:F n=mω2R而摩擦力与重力平衡,则有μF n=mg 即F n=mg/μ由以上两式可得:mω2R= mg/μ即碗匀速转动的角速度为:ω=.2、汽车沿半径为R的水平圆跑道行驶,路面作用于车的摩擦力的最大值是车重的1/10,要使汽车不致冲出圆跑道,车速最大不能超过多少?解析:跑道对汽车的摩擦力提供向心力,1/10mg=mv2/r,所以要使汽车不致冲出圆跑道,车速最大值为v=. 答案:车速最大不能超过3、一质量m=2 kg的小球从光滑斜面上高h=3.5 m处由静止滑下,斜面的底端连着一个半径R=1 m的光滑圆环(如图所示),则小球滑至圆环顶点时对环的压力为_____________,小球至少应从多高处静止滑下才能通过圆环最高点,hmin=_________(g=10 m/s2).解析:①设小球滑至圆环顶点时速度为v1,则mgh=mg·2R+ 1/2mv12F n+mg= mv12/R 得:F n=40 N②小球刚好通过最高点时速度为v2,则mg= mv22/R又mgh′=mg2R+1/2 mv22/R得h′=2.5R答案:40 N;2.5R匀速圆周运动典型问题剖析匀速圆周运动问题是学习的难点,也是高考的热点,同时它又容易和很多知识综合在一起,形成能力性很强的题目,如除力学部分外,电学中“粒子在磁场中的运动”涉及的很多问题仍然要用到匀速圆周运动的知识,对匀速圆周运动的学习可重点从两个方面掌握其特点,首先是匀速圆周运动的运动学规律,其次是其动力学规律,现就各部分涉及的典型问题作点滴说明。
2020年中考物理浮力计算题专题训练71.一质量为750g、体积为长方体木块,让它漂浮在水面上,如图所示,求:木块受到的浮力。
木块浸入水中的体积。
用一根细针将木块压入水中,求木块完全浸没时受到的浮力。
2.图1是一艘完全依靠太阳能驱动的船,该船长30米,宽15米,吃水深度3米,满载时的排水量80吨,船的表面安装有太阳能电池板,接收太阳能的功率为,若接收的太阳能只用来驱动船前进.在一次航行中,从某一时刻开始,太阳能船收到水平方向的牵引力F随时间t的变化关系如图2甲所示,船的运动速度v随时间t的变化关系如图2乙所示.取求:满载时太阳能船受到的浮力;满载时船底所受到海水的压力;第50s到第100s内牵引力做的功;第50s到第100s的运动过程中,太阳能船的效率.3.某冰块中有一小石块,冰和石块的总质量是55g,将它们放在盛有水的圆柱形容器中恰好悬浮于水中如图甲所示当冰全部熔化后,容器里的水面下降了如图乙所示,若容器的底面积为,已知,求:冰块中冰的体积是多少立方厘米?石块的质量是多少克?石块的密度是多少千克每立方米?4.2014年4月14日美国“蓝鳍金枪鱼”自主水下航行器首次参与搜索马航失联客机的任务。
某科研机构按一定比例做了一个缩小的仿真模型,质量为。
水平地面上有一个质量为足够高的长方体平底薄壁容器,长,宽,内装有深度为的水。
再将该模型缓慢放入水中静止时,有的体积露出水面,如图所示。
求:该模型漂浮时浸入水中的体积是多少当模型漂浮时,容器对地面的压强是多少若该模型利用容器中的水自动进行充水至悬浮,容器底部受到水的压强比模型未放入水中时增大多少5.重为8N的物体挂在弹簧测力计下面,浸没在如下图所示的容器内的水中,此时弹簧测力计示数为6N,已知容器底面积为,求:物体受到的浮力物体的密度物体浸没水中后,容器对水平桌面增大的压强6.体积为的金属块浸没在水中,求:该金属块排开水的体积;该金属块所受的浮力。
7.据媒体报道中国首艘航母002舰有望在2018年上半年交付部队,从而使得中国海军开始成为拥有两艘航母的强大海军。
实用标准文案第一章静力学公理与受力分析(1)一.是非题1、加减平衡力系公理不但适用于刚体,还适用于变形体。
()2、作用于刚体上三个力的作用线汇交于一点,该刚体必处于平衡状态。
()3、刚体是真实物体的一种抽象化的力学模型,在自然界中并不存在。
()4、凡是受两个力作用的刚体都是二力构件。
()5、力是滑移矢量,力沿其作用线滑移不会改变对物体的作用效果。
()二.选择题1、在下述公理、法则、原理中,只适于刚体的有()①二力平衡公理②力的平行四边形法则③加减平衡力系公理④力的可传性原理⑤作用与反作用公理三.画出下列图中指定物体受力图。
未画重力的物体不计自重,所有接触处均为光滑接触。
多杆件的整体受力图可在原图上画。
)b(杆ABa(球A ))c(杆AB、CD、整体)d(杆AB、CD、整体)e(杆AC、CB、整体)f(杆AC、CD、整体四.画出下列图中指定物体受力图。
未画重力的物体不计自重,所有接触处均为光滑接触。
多杆件的整体受力图可在原图上画。
)a(球A、球B、整体)b(杆BC、杆AC、整体实用标准文案第一章 静力学公理与受力分析(2)一.画出下列图中指定物体受力图。
未画重力的物体不计自重,所有接触处均为光滑接触。
多杆件的整体受力图可在原图上画。
WADB CE Original FigureAD B CEWWFAxF AyF BFBD of the entire frame)a (杆AB 、BC 、整体)b (杆AB 、BC 、轮E 、整体)c (杆AB 、CD 、整体 )d (杆BC 带铰、杆AC 、整体)e(杆CE、AH、整体)f(杆AD、杆DB、整体(杆AB带轮及较A、整体)h(杆AB、AC、AD、整体)g实用标准文案第二章平面汇交和力偶系一.是非题1、因为构成力偶的两个力满足F= - F’,所以力偶的合力等于零。
()2、用解析法求平面汇交力系的合力时,若选用不同的直角坐标系,则所求得的合力不同。
()3、力偶矩就是力偶。
一、选择题1、粗糙的水平面上叠放着A和B两个物体,A和B间的接触面也是粗糙的,如果用水平力F拉B,而B 仍保持静止,则此时()A.B和地面间的静摩擦力等于F,B和A间的静摩擦力也等于F.B.B和地面间的静摩擦力等于F,B和A间的静摩擦力等于零.C.B和地面间的静摩擦力等于零,B和A间的静摩擦力也等于零.D.B和地面间的静摩擦力等于零,B和A间的静摩擦力等于F.2、如图所示,重力G=20N的物体,在动摩擦因数为0.1的水平面上向左运动,同时受到大小为10N的,方向向右的水平力F的作用,则物体所受摩擦力大小和方向是()A.2N,水平向左B.2N,水平向右C.10N,水平向左D.12N,水平向右3、水平地面上的物体在水平方向受到一个拉力F和地面对它的摩擦力f的作用。
在物体处于静止状态的条件下,下面说法中正确的是:()A.当F增大时,f也随之增大B.当F增大时,f保持不变C.F与f是一对作用力与反作用力D.F与f合力为零4、木块A、B分别重50N和60N,它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.25;夹在A、B之间的轻弹簧被压缩了2cm,弹簧的劲度系数为400N/m.系统置于水平地面上静止不动。
现用F=1N的水平拉力作用在木块B上.如图所示.力F作用后()A.木块A所受摩擦力大小是12.5NB.木块A所受摩擦力大小是11.5NC.木块B所受摩擦力大小是9ND.木块B所受摩擦力大小是7N5、如图所示,质量为m的木箱在与水平面成θ的推力F作用下,在水平地面上滑行,已知木箱与地面间的动摩擦因数为μ,那物体受到的滑动摩擦力大小为()A.μmg B.μ(mg+F sinθ)C.F cosθD.μ(mg+F cosθ)6、如图所示,质量为m的物体置于水平地面上,受到一个与水平面方向成α角的拉力F作用,恰好做匀速直线运动,则物体与水平面间的动摩擦因数为()A.F cosα/(mg-F sinα)B.F sinα/(mg-F sinα)C.(mg-F sinα)/F cosαD.F cosα/mg7、如图所示,物体A、B的质量均为m,A、B之间以及B与水平地面之间的动摩擦系数均为μ水平拉力F 拉着B物体水平向左匀速运动(A未脱离物体B的上表面)F的大小应为()A.2μmg B.3μmg C.4μmg D.5μmg8、如图所示物体在水平力F作用下静止在斜面上,若稍许增大水平力F,而物体仍能保持静止时()A..斜面对物体的静摩擦力及支持力一定增大B.斜面对物体的静摩擦力及支持力都不一定增大C.斜面对物体的静摩擦力一定增大,支持力不一定增大D.斜面对物体的静摩擦力不一定增大,支持力一定增大9、重为10N的木块放在倾角为θ=300的斜面上受到一个F=2N的水平恒力的作用做匀速直线运动,(F的方向与斜面平行)则木块与斜面的滑动摩擦系数为()A.2/10B.0.6 C.3/3D.无法确定10、用大小相等、方向相反,并在同一水平面上的力F挤压相同的木板,木板中间夹着两块相同的砖,砖和木板均保持静止,则()A.两砖间摩擦力为零B.F越大,板与砖之间的摩擦力就越大C.板砖之间的摩擦力大于砖的重力D.两砖之间没有相互挤压的力11、如图所示,以水平力F压物体A,这时A沿竖直墙壁匀速下滑,若物体A与墙面间B A ABFF甲乙 图2-2-2的动摩擦因素为μ,A 物体的质量为m ,那么A 物体与墙面间的滑动摩擦力大小等于()A .μmgB .mgC .FD .μF12、运动员用双手握住竖直的竹竿匀速攀上和匀速下滑,他们所受的摩擦力分别为F 上和F 下,则( )A .F 上向上,F 下向下,F 上=F 下B .F 上向下,F 下向上,F 上>F 下C .F 上向上,F 下向上,F 上=F 下D .F 上向上,F 下向下,F 上>F 下13、用水平力F 把一铁块紧压在竖直墙壁上静止不动,当F 增大时( )A .墙对铁块的支持力增大B .墙对铁块的摩擦力增大C .墙对铁块的摩擦力不变D .墙与铁块间的摩擦力减小14、如图2-2-8所示,物体a 、b 和c 叠放在水平桌面上,水平力F b =5N 、F c =10N 分别作用于物体b 、c 上,a 、b 和c 仍保持静止.以F 1、F 2、F 3分别表示a 与b 、b 与c 、c 与桌面间的静摩擦力的大小,则() A .F 1=5N ,F 2=0,F 3=5N B .F 1=5N ,F 2=5N ,F 3=0 C .F 1=0,F 2=5N ,F 3=5N D .F 1=0,F 2=10N ,F 3=5N15、如图2-2-2示,物体A 、B 在力F 作用下一起以相同速率沿F方向匀速运动,关于物体A 所受的摩擦力,下列说法中正确的是()A .甲、乙两图中A 均受摩擦力,且方向均与F 相同B .甲、乙两图中A 均受摩擦力,且方向均与F 相反C .甲、乙两图中A 均不受摩擦力D .甲图中A 不受摩擦力,乙图中A 受摩擦力,方向均与F 相同 二、填空题16、用弹簧秤沿水平方向拉一重为4N 木块在水平桌面上匀速运动时,弹簧秤读数为1.0N ,则木块与桌面间的动摩擦因数为________。
当弹簧秤读数增至1.6N 时,木块受到的摩擦力为__________N 。
17、木块与水平面间的滑动摩擦力的大小为重力的0.1倍,木块的质量为2Kg 。
在木块向左运动的过程中,还受到一个水平向左的大小为10N 的拉力作用,则木块所受的滑动摩擦力大小为,方向,地面所受摩擦力的方向(g 取10N/Kg)。
三、计算题18、如图所示,物体A 重40N ,物体B 重20N ,A 与B 、B 与地面间的动摩擦因数均为0.4.当用水平力向右拉动物体A 时,试求:(1)B 物体所受的滑动摩擦力的大小和方向; (2)A 物体所受的地面滑动摩擦力的大小和方向.19、水平地面上放一个重为200N 的铁块,铁块与地面间的最大静摩擦力大小为85N ,铁块与地面间的动摩擦因素为0.4,一个人用沿着水平方向的力推原静止的铁块,试求下列各种情况下铁块所受的摩擦力大小:(1)推力为50N 时;(2)推力为83N 时;(3)推力为100N 时.20、如图所示,甲、乙两个物体叠放在水平地面上,现给下面的乙物体施加一水平向右的拉力F ,使它们一起向右做匀速运动.试求乙对甲的摩擦力及地面对乙的摩擦力.21、用水平恒力F 将一重为10N 的木块紧压在竖直墙上,木块与墙之间的动摩擦因数为0.2,若是木块沿竖直方向匀速下滑,那水平恒力F 大小是多少?22、如图所示,放在水平地面上的物体A 重G =100N ,左侧用轻质绳系在墙上,此时张力为零,右侧连着一轻质弹簧,已知物体与地面间的动摩擦因数μ=0.4,弹簧的劲度系数k =25N/cm .在弹簧的右端加一水平拉力F ,则:(1)当弹簧伸长 1 cm 时,物体受哪几个力的作用,各为多大F cF b图2-2-8a b c图2-4-5(2)当弹簧伸长2 cm 时,物体受哪几个力的作用,各为多大23、质量为2kg 的物体放到水平地板上,用一轻弹簧水平拉该物体,当物体刚开始运动时,弹簧伸长了3cm ,当拉着物体前进时,弹簧伸长2cm ,己知弹簧的劲度系数为k =200N/m ,(g =10N/kg )求:(1)物体所受的最大静摩擦力为多少?(2)物体和地板间的动摩擦因数24、如图,位于水平地面上的质量为M 的小木块,在大小为F 、方向与水平方向成?角的拉力作用下沿地面做匀速直线运动。
求:(1)地面对物体的支持力?(2)木块与地面之间的动摩擦因数?25、如图所示,弹簧AB 原长为35 cm ,A 端挂一个重50N 的物体,手执B 端,将物体置于倾角为30°的斜面上,当物体沿斜面匀速下滑时,弹簧长变为40 cm ,当物体匀速上滑时,弹簧长变为50 cm ,求弹簧的劲度系数和物体与斜面的动摩擦因数?26、质量为m =5kg 的物体,置于倾角为θ=37°的固定斜面上,刚好匀速下滑。
现对物体施加一沿斜面推力F ,使物体沿斜面匀速向上运动,求推力F 的大小。
27、如图所示,用与水平方向成θ角向上的推力F ,将重为G 的物体压在竖直的墙上,使之保持静止的状态,求物体受到墙对它的弹力和摩擦力。
28、重为40N 的物体与竖直墙壁的动摩擦因数为0.4,若用斜向上与水平面成θ=53°的推力F =50N 托住物体。
物体处于静止,如图所示。
这时物体受到的摩擦力是多少?要使物体能匀速下滑,推力F 的大小应变为多大?29、如图1-24(原图1-38)所示,质量为m =5kg 的物体,置于倾角为?=30°的粗糙斜面块上,用一平行于斜面的大小为30N 的力推物体,使其沿斜面向上匀速运动.求地面对斜面块M 的静摩擦力是多少?30、如图2-2-3所示,物体A 、B 的质量m A =m B =6kg ,A 和B 、B 和水平面间的动摩擦因数都等于0.3,且最大静摩擦力等于滑动摩擦力,水平力F=30N .那么,B 对A 的摩擦力和水平桌面对B 的摩擦力各为多大? 31、如图2-2-16所示,重物A 质量为m A =5kg ,重物B 质量为m B =2kg ,A 与桌面间的最大静摩擦力为F m =10N .为使系统处于静止状态,试求拉力F 大小范围.(g 取10m/s 2)32、如图2-3-24所示,用跟水平方向成α角的推力F 推重量为G 的木块沿天花板向右运动,木块和天花板间的动摩擦因数为μ,求木块所受的摩擦力大小.33、如图2-4-5所示,重力为G 的物体在水平向右和跟竖直方向成θ角的斜向上绳子的拉力作用下,保持静止状态,试求两绳的拉力34、如图2-4-27所示,小球质量为m ,置于质量为M 的倾角为θ的光滑斜面上,悬线与竖直方向的夹角为α,系统处于静止状态.求(1)斜面对小球的支持力和悬线对小球的拉力大小. (2)地面对斜面体的水平和竖直方向的作用力大小35、物体A 在水平力F 作用下,沿着倾角为370的斜面匀速上滑,物体A 所受到的重力为G=300N ,它与斜面之间的动摩擦因数u=0.5,求: (1)物体A 所受到的支持力。
(2)水平外力F 。
(sin370=0.6cos370=0.8)36、如图所示,物体A 重40N ,物体B 重20N ,A 与B ,B 与地的动摩擦因数都相同.物B 用细绳系住,接触面间的动摩擦因数u=0.4,当水平力为多少时,才能将A 匀速拉出?37、如图所示,在倾角为θ的粗糙斜面上,质量为m 的物体受到与斜面成α的拉力F 的作用,在斜面上向上作匀速直线运动,求:动摩擦因数 为多大?FA B 图2-2-3图2-2-16 α FG图2-3-24α图2-4-27θαθ38、如图所示,A,B两滑块叠放在水平面上,已知A与滑块B所受重力分别为G A=10N,G B=20N,A与B间动摩擦因数μA=0.2,,B与水平面间的动摩擦因数μB=0.3.水平力F刚好能拉动滑块B,试分析两图中B滑块所受的力.并求出拉动滑块?B所需的最小水平拉力分别是多大?答案:1.B2.B3.AD4.C5.B6.B7.C8.D9.A10.A11.BD12.C13.AC14.C15.D;117.2N;向左;向右18.(1)8N,水平向右(2)12N,水平向左19.(1)因50N<85N,铁块静止,静摩擦力F1和推力平衡,F1=50N(2)因83N<85N,铁块静止,静摩擦力F1和推力平衡,f2=83n(3)因100>85N,F3=umg=0.4*200=80N20.乙对甲的摩擦力为F;地面对乙的摩擦力为F21.Ff=Uf n=Uf=mgF=10/0.2=50N22.(1)受到向左的拉力F’=25N,A受到摩擦力向右f=25N,绳子对A无拉力T=0,A还受到重力,支持力均为100N (2)F’=2*25=50N,f=u*100=40N,T=F’-f=10N,重力,支持力均为100N23.匀速前进(1)6N(2)0.224.(1)N=mg-Fsinα(2)u=Fcosα/(mg-Fcosα)25.u=√3/6=0.28926.1200/727.平行于墙壁和垂直墙壁方向进行正交分解竖直分力:F1=Fsinθ水平分力:F2=Fcosθ墙壁支持力和推力水平分力平衡:N=F2=Fcosθ(1)若F1>mg,物体有上滑趋势,静摩檫力向下f=F1-mg=Fsinθ-mg(2)若F1=mg,没有滑动趋势,静摩檫力为零(3)若F1<mg物体有下滑的趋势,静摩檫力向上f=mg-F1=mg-Fsinθ所以弹力为Fcosθ,摩擦力为|mg-Fsinθ|28.(1)静止:f==10N(2)匀速下滑:F=43.5N29.15N30.B对A摩擦力为15N,方向水平向左;水平面对B摩擦力为30N,水平向左31.10N<=F<=30N32.f=u(Fsinα-G)33.FA=G/cosθ,FB=Gtanθ34.以小球为分析对象:重力mg,竖直向下;斜面支持力N1,垂直线面向左上方;悬线拉力F,沿细绳方向向右上方.水平方向受力平衡:N1sinθ=Fsinα竖直方向受力平衡:mg=N1cosθ+Fcosα解得:斜面对小球的支持力N1=mgtanα/(sinθ+cosθtanα)=mgsinα/(sinθcosα+cosθsinα)=mgsinα/sin(θ+α)悬线对小球的拉力:F=Nsinθ/sinα=mgsinθ/sin(θ+α)以斜面为分析对象:小球压力N1=mgsinα/sin(θ+α),垂直斜面向右下方;斜面重力Mg,竖直向下;地面支持力N2,竖直向上;地面摩擦力f,水平向左;竖直方向受力平衡:N1cosθ+Mg=N2水平方向受力平衡:N1sinθ=f解得:地面对斜面竖直方向作用力:N2=N1cosθ+Mg=mgsinαcosθ/sin(θ+α)+Mg=g[msinαcosθ/sin(θ+α)+M] 地面对斜面水平方向作用力:f=N1sinθ=mgsinαsinθ/sin(θ+α)35.(1)600N(2)600N36.32N37.u=(Fcosα-mgsinθ)/(mgcosθ-Fsinα)38.F甲=9NF乙=11N。