练习册

  • 练习册
  • 试题
    精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
    16．如图所示，质量为m1的物体甲通过三段轻绳悬挂，三段轻绳的结点为O，轻绳OB水平且B端与站在水平面上的质量为m2的人相连，轻绳OA与竖直方向的夹角θ=37°，物体甲及人均处于静止状态．（已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s2．设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）
    （1）轻绳OA、OB受到的拉力分别是多大？
    （2）人受到的摩擦力是多大？方向如何？
    （3）若人的质量m2=60kg，人与水平面之间的动摩擦因数μ=0.3，欲使人在水平面上不滑动，则物体甲的质量m1最大不能超过多少？

    分析 （1）以结点O为研究对象，分析受力，作出力图，根据平衡条件求出轻绳OA、OB受到的拉力．
    （2）人水平方向受到OB绳的拉力和水平面的静摩擦力，由二力平衡求解人受到的摩擦力大小和方向．
    （3）当人刚要滑动时，物体甲的质量m1达到最大，此时人受到的静摩擦力达到最大值Fmax=μm2g，再由平衡条件求出物体甲的最大质量．

    解答 解：（1）对结点O进行受力分析，受甲通过绳子对O的拉力m1g，OB的拉力F和OA的拉力T，处于平衡状态，如图所示，有：
    T=$\frac{{m}_{1}g}{cosθ}$=1.25m1g
    F=m1g•tanθ=$\frac{3}{4}$m1g
    （2）对人受力分析，在水平方向上受OB的拉力F′和地面对人的摩擦力f处于平衡状态，所以有：
    f=F′=F=$\frac{3}{4}$m1g…①
    人有向右的运动趋势，所以人受到水平向左的摩擦力作用
    （3）人在竖直方向上受重力m2g和支持力N，若人的质量m2=60kg，人与水平面之间的动摩擦因数μ=0.3，则人受到的最大静摩擦力为：
    fmax=μN=μm2g…②
    此时物体甲的质量达到最大，联立①②并代入数据得：m1=24kg
    答：（1）轻绳OA、OB受到的拉力分别是1.25m1g和$\frac{3}{4}$m1g．
    （2）人受到的摩擦力是$\frac{3}{4}$m1g，方向水平向左．
    （3）若人的质量m2=60kg，人与水平面之间的动摩擦因数μ=0.3，欲使人在水平面上不滑动，则物体甲的质量m1最大不能超过24kg．

    点评 解答该类型的题的关键是对物体平衡的条件的理解，对于平衡状态，可从以下两个方面来理解：
    （1）平衡状态：物体处于静止或匀速直线运动状态．一个物体在共点力的作用下，如果保持静止或者做匀速直线运动，我们就说这个物体处于平衡状态．由此可见，平衡状态分两种情况：一种是静态平衡，此时，物体运动的速度v=0，物体的加速度a=0；另一种状态是动态平衡，此时，物体运动的速度v≠0，物体的加速度a=0．
    （2）物体处于平衡状态，其受力必须满足合外力为零，即F合=0，加速度=0．这就是共点力作用下物体的平衡条件．
    平衡条件的推论：
    （1）二力平衡：如果物体在两个共点力的作用下处于平衡状态，这两个力必定大小相等、方向相反，为一对反力．
    （2）三力平衡：如果物体在三个力的作用下处在平衡状态，那么这三个力不是平行的话就必共点，而且其中两个力的合力必与第三个力大小相等、方向相反．根据这个特点，我们求解三力平衡问题时，常用的方法是力的合成法，当然也可以用分解法（包括正交分解）、力的矢量三角形法和相似三角形法等．
    （3）多力平衡：如果物体受多个力作用处于平衡状态，其中任何一个力与其余力的合力大小相等、方向相反．

    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
    高一 高一免费课程推荐！ 初一 初一免费课程推荐！
    高二 高二免费课程推荐！ 初二 初二免费课程推荐！
    高三 高三免费课程推荐！ 初三 初三免费课程推荐！
    相关习题

    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    6．如图所示，空间存在水平向左的匀强电场和垂直于纸面向里的水平匀强磁场．在该区域中，有一个竖直放置的光滑绝缘圆环，环上套有一个带正电的小球．O点为圆环的圆心，a、b、c、d为圆环上的四个点，a点为最高点，c点为最低点，b、O、d三点在同一水平线上．已知小球所受的电场力与重力大小相等．现将小球从环的顶端a点由静止释放，下列判断正确的是（　　）
    A．小球能越过d点并继续沿环向上运动
    B．当小球运动到d点时，不受洛伦兹力
    C．小球从a点运动到b点的过程中，重力势能减少，电势能减少
    D．小球从b点运动到c点的过程中，经过弧中点时速度最大

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    7．关于磁场和磁感线，下列说法正确的是（　　）
    A．磁感线是磁场中实际存在的曲线
    B．指南针指南北是因为地球周围存在磁场
    C．条形磁铁周围的磁感线是从南极出来指向北极的
    D．地磁场的南极在地理的南极附近

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：填空题

    4．如图所示，平行板电容器板间距离d=10cm，与一个直流电源相连，电源电压为10V，N板接地，取大地电势为零，两板间有一点P，P点距M板5cm，把k闭合给电容器充电，然后再断开，P点场强大小为100 V/m，电势为-5V，若把N板向下移动10cm，则P点场强大小为100 V/m，电势为-15V．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    11．如图，一段通电直导线处于足够大的匀强磁场中，与磁感线成一定夹角．为了增大直导线所受的安培力，可采取的方法是（　　）
    A．减小直导线中的电流B．减小磁场的磁感应强度
    C．使导线与磁场方向垂直D．使导线与磁场方向平行

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    1．如图甲所示，一质量可忽略不计的长为L的轻杆，一端穿在过O点的水平转轴上，另一端固定一质量未知的小球，整个装置能绕O点在竖直面内转动．假设小球在最高点的速度和对杆的弹力分别用v、FN表示，其中小球在最高点对杆的弹力大小与速度平方的关系图象如图乙所示．则（　　）
    A．重力加速度g=$\frac{b}{L}$
    B．小球的质量m=$\frac{a}{b}$L
    C．当v2=c时，小球受到向上的支持力
    D．当c=2b时，轻杆对小球的作用力大小为2a

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    8．质量为m的物体，沿半径为R的轨道以速率v做匀速圆周运动，如图所示，取vB方向为正方向，求物体由A至B过程所受的合外力在半周期内的冲量（　　）
    A．2mvB．-2mvC．mvD．-mv

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    5．一台直流电动机的电阻为R，额定电压为U，额定电流为I，当其正常工作时下述正确的是（　　）
    A．电动机所消耗的电功率IUB．t秒内所产生的电热为IUt
    C．t秒内所产生的电热为I2RtD．电动机的热功率为I2R

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    6．太阳系各行星几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动．当地球恰好运行到某地外行星和太阳之间，且三者几乎排成一条直线的现象，天文学称为“行星冲日”．据报道，2014年各行星冲日时间分别是：1月6日木星冲日；4月9日火星冲日；5月11日土星冲日；8月29日海王星冲日；10月8日天王星冲日．已知地球及各地外行星绕太阳运动的轨道半径如下表所示，则下列判断正确的是（　　）
    地球火星木星土星天王星海王星
    轨道半径（AU）1.01.55.29.51930
    A．各地外行星每年都会出现冲日现象
    B．在2015年内一定会出现火星冲日
    C．天王星相邻两次冲日的时间间隔为土星的一半
    D．地外行星中，海王星相邻两次冲日的时间间隔最短

    查看答案和解析>>

    同步练习册答案