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18.如图所示,小车沿水平面以a=2g的加速度向右做匀加速直线运动,车的右端固定一根铁杆,铁杆始终保持水平面成θ角,杆的顶端固定着一只质量为m的小球,则杆对小球的作用力大小是(  )
A.2mgB.mgtanθC.$\sqrt{3}$mgtanθD.$\sqrt{5}$mg

分析 对球进行分析,由牛顿第二定律可求得合力的方向,再由力的合成可求得杆对球的作用力.

解答 解:由于球被固定在杆上,故与车具有相同的加速度a,以球为研究对象,根据其受力和运动情况可知小球的加速度a由小球重力mg和杆对小球的作用力F的合力提供,物体受力情况如图所示,因球的加速度与小车的加速度相同;则可知合力方向水平向右.
则由几何关系可知,T=$\sqrt{(mg)^{2}+(2mg)^{2}}$=$\sqrt{3}$mg;
故选:D.

点评 本题考查牛顿第二定律的应用,要注意杆的作用力可以沿任意方向,故不能根据夹角利用角边关系求解,只能根据受力分析,利用勾股定理求解.

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

7.在探究加速度与力、质量的关系实验中,采用如图1所示的实验装置,小车及车中砝码的质量用M表示,盘及盘中砝码的质量用m表示,小车的加速度可由小车后拖动的纸带打上的点计算出.

(1)当M与m的大小关系满足M>>m时,才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘及盘中砝码的重力.
(2)一组同学在做加速度与质量的关系实验时,保持盘及盘中砝码的质量一定,改变小车及车中砝码的质量,测出相应的加速度,采用图象法处理数据,为了比较容易地观测加速度a与质量M的关系,应该作a与$\frac{1}{M}$的图象.
(3)乙、丙同学用同一装置做实验,画出了各自得到的a-$\frac{1}{M}$图线如图2所示,两个同学做实验时的哪一个物理量取值不同?小车及车中砝码的质量
(4)另一组的几名同学在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中,当物体的质量一定时,分别根据实验数据画出了不同的实验图象,如图3所示,下列说法中正确的是AD
A、形成图甲的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过大
B、形成图乙的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过小
C、形成图丙的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过大
D、形成图丁的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过小.

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9.某同学设计了一个探究加速度与物体所受合力及质量间关系的实验,图a为实验装置图,A为小车,B为打点计时器,C为装有沙的沙桶,D为一端带有定滑轮的长方形木板.实验中认为细绳对小车的拉力F等于沙和沙桶的总重力,小车运动的加速度a可由打点计时器在纸带上打出的点求得
(1)图b为某次实验得到的纸带,纸带上两相邻计数点的时间间隔为0.10s,由图中数据求出小车加速度值为0.64m/s2(计算结果保留两位有效数字).

(2)保持沙和沙桶的质量不变,改变小车质量m,分别得到小车加速度a与质量m及对应的$\frac{1}{m}$数据如表中所示,根据表中数据,为直观反映F不变时,a与m的关系,请在图c中选中恰当的物理量和标度建立坐标系,并作出图线.
次数12345678
小车加速度a/ms-21.901.721.491.251.000.750.500.30
小车质量m/kg0.250.290.330.400.500.711.001.67
$\frac{1}{m}$/kg-14.003.503.002.52.001.401.000.60
(3)从图线中得到F不变时小车加速度a与质量m间的定量关系是$a=\frac{1}{2m}$.

(4)保持小车质量不变,改变沙和沙桶质量,该同学根据实验数据作出了加速度与合力F图线如图d,该图线不通过原点,明显超出偶然误差范围,其主要原因是没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足.

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科目:高中物理 来源: 题型:选择题

6.如图所示,甲、乙两物体通过轻弹簧连接,甲上端由轻绳与天花板连接,甲、乙处于静止状态,甲、乙质量分别为m、2m,重力加速度为g,若将甲与天花板之间轻绳剪断瞬间,甲、乙加速度分别为a、a,则(  )
A.a=gB.a=3gC.a=1.5gD.a=2g

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13.如图所示是研究通电自感的实验电路图,A1、A2是两个规格相同的小灯泡,闭合电键调节电阻R,使两个灯泡的亮度相同,调节可变电阻R1,使他们都正常发光,然后断开电键S.重新闭合电键S,则(  )
A.闭合瞬间,A1立刻变亮,A2逐渐变亮B.闭合瞬间,A2立刻变亮,A1逐渐变亮
C.稳定后,L和R两端电势差不相同D.稳定后,A1和A2两端电势差不相同

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3.如图所示,用两根长度相同的绝缘细线把一个质量为0.1kg的小球A悬挂到水平板的MN两点,A上带有Q=3.0×10-6C的正电荷.两线夹角为120°,两线上的拉力大小分别为F1和F2.A的正下方0.3m处放有一带等量异种电荷的小球B.(AB球可视为点电荷;重力加速度取g=10m/s2;静电力常量k=9.0×109N•m2/C2
求:(1)两线上的拉力F1和F2大小?
(2)若将B水平右移,使M、A、B在同一直线上,小球A仍在原处静止,此时两线上的拉力大小分别为多少?

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科目:高中物理 来源: 题型:选择题

10.相距甚远的两颗行星A与B的表面附近各发射一颗卫星a和b,测得卫星a绕行星A的周期为Ta,卫星b绕行星B的周期为Tb,这两颗行星的密度之比ρA:ρB为(  )
A.$\frac{{ρ}_{A}}{{ρ}_{B}}$=$\frac{{T}_{a}^{2}}{{T}_{b}^{2}}$B.$\frac{{ρ}_{A}}{{ρ}_{B}}$=$\frac{{T}_{b}^{2}}{{T}_{a}^{2}}$
C.$\frac{{ρ}_{A}}{{ρ}_{B}}$=$\frac{{T}_{a}^{3}}{{T}_{b}^{3}}$D.$\frac{{ρ}_{A}}{{ρ}_{B}}$=$\frac{{T}_{b}^{3}}{{T}_{a}^{3}}$

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7.下表是为了探究弹簧的弹力和伸长的关系所测的数据:
弹力F/N0.51.01.52.02.5
伸长x/cm2.305.086.899.8012.40
(1)请作出F-X图线;
(2)该弹簧的劲度系数k=20N/m.

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8.在如图所示的电路中,闭合开关S后,直流电动机正常转动,电压表的示数为8.0V.已知电源电动势为10V,电源内阻为0.5Ω,电路中的电阻R为1.5Ω,小型直流电动机M的内阻为1.0Ω,电压表为理想电表,下列说法正确的是(  )
A.流经电动机的电流为2.0AB.电动机的输出功率为7W
C.电动机产生的热功率为8WD.电源的输出功率为8W

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