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5.质量为m的物块沿着倾角为θ的固定粗糙斜面匀速下滑,已知重力加速度为g,则(  )
A.物块对斜面的压力大小为mgtanθB.物块对斜面的摩擦力大小为mgtanθ
C.斜面对物块的支持力大小为mgtanθD.斜面对物块间的动摩擦因素为tanθ

分析 对滑块受力分析,受重力、支持力和滑动摩擦力,根据共点力平衡平衡并结合正交分解法求出动摩擦因数的大小.

解答 解:对物体受力分析,如图所示:
在平行斜面方向:mgsinθ-f=0,
在垂直斜面方向:N-mgcosθ=0,
解得:物体受到的支持力为N=mgcosθ,由牛顿第三定律可知,物块对斜面的压力大小为mgcosθ;摩擦力f=mgsinθ,故ABC错误;
D、在垂直斜面方向:f=μN,
联立以上各式,解得:μ=tanθ,
故D正确,ABC错误.
故选:D.

点评 本题是力平衡问题,关键是根据平衡条件列式求解.本题实质上为正交分解规律的应用,要注意利用正交分解方法解体的一般步骤:
①明确研究对象;
②进行受力分析;
③建立直角坐标系,建立坐标系的原则是让尽可能多的力落在坐标轴上,将不在坐标轴上的力正交分解;
④x方向,y方向分别列平衡方程求解.

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

15.如图所示,长为L=0.5m的轻杆OA绕O点在竖直平面内做匀速圆周运动,A端连着一个质量为m=2kg的小球,取g=10m/s2,求:
(1)若在最低点时小球的速率为v=3m/s,则杆对小球的拉力F为多大;
(2)若在最高点时杆对小球的支持力为N=4N,则杆旋转的角速度ω为多大.

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

16.如图甲所示,光滑绝缘斜面的倾角θ=30°,矩形区域GHIJ (GH与IJ相距为d)内存在着方向垂直于斜面的匀强磁场.质量为m、边长为d的正方形闭合金属线框abcd平放在斜面上,开始时ab边与GH相距也为d,现用一平行于斜面的恒力拉动线框,使其由静止开始(t=0)沿斜面向上运动,当线框完全通过磁场后运动一段时间再撤去外力.已知线框运动的过程中产生的电流I随时间t变化的 I一t图象如图乙所示(规定电流沿abcd方向为正).已知向上穿过磁场时线框中电流大小为I0,前后两次通过磁场产生电流的时间之比为2:1,重力加速度为g,斜 足够长,线框ab边始终与GH平行,求:

(1)匀强磁场的磁感应强度B的大小和方向;
(2)线框的电阻阻值;
(3)撤去外力之前线框位移的大小.

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科目:高中物理 来源: 题型:选择题

13.关于速度和加速度的关系,下列说法正确的是(  )
A.加速度越大,速度越大B.速度越大,加速度越大
C.速度变化量越大,加速度越大D.速度变化率越大,加速度越大

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科目:高中物理 来源: 题型:选择题

20.矗立在天津火车站站前广场的世纪钟已经运行了16个年头,在其运行的时候,分针和时针上各点的运动都可视为匀速圆周运动,则(  )
A.分针上各点的线速度都相同B.时针上各点的加速度都相同
C.分针的周期是时针周期的60倍D.分针的角速度是时针角速度的12倍

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

10.如图所示,半径R=0.45m固定的光滑四分之一圆弧轨道,其末端水平且距离地面高度h=0.20m.将质量M=0.7kg、长度l=0.50m的木板B紧靠轨道末端放置在水平地面上,木板B的上表面与轨道末端等高且平滑对接,质量m=0.3kg的小滑块A从圆弧轨道的顶端由静止滑下,经过轨道末端沿水平方向冲上木块B,在木板B的上表面滑行一段时间后从B的右端滑出.已知小滑块A与木板B上表面间的动摩擦因素μ1=0.40,地面与木板B间的动摩擦因素μ2=0.05,重力加速度g=10m/s2.求:
(1)小滑块A滑到圆弧轨道最低点时速度vA的大小;
(2)小滑块A滑到圆弧轨道最低点时轨道对它的支持力FN的大小;
(3)木板B停止运动时,它的右端与小滑块A的落地点间水平距离△x.

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科目:高中物理 来源: 题型:选择题

2.一辆沿笔直公路匀加速行驶的汽车,经过路旁两根相距40m的电线杆共用4s时间,它经过第二根电线杆时的速度为16m/s,则汽车运动过程中的加速度为(  )
A.3m/s2B.4m/s2C.5m/s2D.6m/s2

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

19.如图所示,足够长的光滑水平平行金属轨道宽l=0.4m,处于垂直轨道平面向下的匀强磁场中,磁感应强度B=0.5T.轨道右端接入一灯L,已知L上标有“2V、1W”字样(设灯电阻保持不变),左端有根金属棒搁在水平轨道上,金属棒质量m=0.2kg,在一平行于轨道平面的外力F作用下,从静止开始向右做匀加速直线运动,加速度a=2m/s2.除灯电阻外不考虑其他地方的电阻.
(1)画出金属棒运动过程中流过灯L的电流方向;
(2)经过多长时间灯L达到正常发光?正常发光时外力F大小?
(3)当灯L达到正常发光后,撤去外力,则金属棒做什么运动?

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科目:高中物理 来源: 题型:选择题

20.2016年诺贝尔物理学奖颁发给了三位美国科学家,以表彰他们将拓扑概念应用于物理研究所做的贡献.
我们知道,按导电性能不同传统材料大致可分为导体和绝缘体两类,而拓扑绝缘体性质独特,它是一种边界上导电、体内绝缘的新型量子材料,例如,在通常条件下石墨烯正常导电,但在温度极低、外加强磁场的情况下,其电导率(即电阻率的倒数)突然不能连续改变,而是成倍变化,此即量子霍尔效应(关于霍尔效应,可见下文注释).在这种情况下,电流只会流经石墨烯边缘,其内部绝缘,导电过程不会发热,石墨烯变身为拓扑绝缘体,但由于产生量子霍尔效应需要极低温度和强磁场的条件,所以其低能耗的优点很难被推广应用.
2012年10月,由清华大学薛其坤院士领衔的中国团队,首次在实验中发现了量子反常霍尔效应,被称为中国“诺贝尔奖级的发现”,量子反常霍尔效应不需要外加强磁场,所需磁场由材料本身的自发磁化产生,这一发现使得拓扑绝缘材料在电子器件中的广泛应用成为可能.
注释:霍尔效应是指将载流导体放在匀强磁场中,档磁场方向与电流方向垂直时,导体将在与磁场、电流垂直的方向上形成电势差.
根据以上材料推断,下列说法错误的是(  )
A.拓扑绝缘体导电时具有量子化的特征
B.霍尔效应与运动电荷在磁场中所受的洛伦兹力有关
C.在量子反常霍尔效应中运动电荷不再受磁场的作用
D.若将拓扑绝缘材料制成电脑芯片有望解决其工作时的发热问题

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