图7
A.水平向右 C.向右偏上 答案 B
解析 对物块受力分析如图所示,由于重力G与地面支持力FN的合力方向竖直向下,因此F和Ff的合力方向只有竖直向上时,四力合力才能为零,B正确.
B.竖直向上 D.向左偏上
10.(2024·宿州市十三所重点中学高一第一学期期末)如图8所示,一只小鸟沿着较粗的均匀树枝从右向左缓慢爬行,在小鸟从A运动到B的过程中( )
图8
A.树枝对小鸟的合力先减小后增大 B.树枝对小鸟的摩擦力先减小后增大 C.树枝对小鸟的弹力先减小后增大 D.树枝对小鸟的弹力保持不变 答案 B
解析 树枝对小鸟的合力是支持力和摩擦力的合力,由二力平衡得,合力与小鸟所受的重力等大反向,因小鸟所受重力不变,所以树枝对小鸟的合力不变,A项错误.对小鸟进行受力分析如图所示,则树枝对小鸟的摩擦力先减小后增大,对小鸟的弹力先增大后减小,所以B项正确,C、D项错误.
11.(多选)如图9所示,人在岸上通过定滑轮用绳牵引小船,若水的阻力恒定不变,则船在匀速靠岸的过程中,下列说法正确的是( )
图9
A.绳的拉力不断增大 B.绳的拉力保持不变 C.船受到的浮力不断减小 D.船受到的浮力保持不变 答案 AC
解析 在绳牵引小船匀速靠岸的过程中,小船的受力情况如图所示,船匀速运动,所受的合Ff
力为零,则在水平方向有Ff=Fcos θ,在竖直方向有F浮+Fsin θ=G,解得F=,F浮=
cos θG-Fsin θ=G-Fftan θ,船在靠岸的过程中,θ角增大,则cos θ减小,tan θ增大,所以F增大,F浮减小,选项A、C正确.
12.(2024·莆田一中段考)如图10所示,放在粗糙水平面上的物块A和悬挂的物块B均处于静止状态,绳AC水平,劲度系数为k=300 N/m的轻弹簧中轴线CD与水平方向的夹角α=37°,弹簧伸长量为x=5 cm.求:(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)
图10
(1)物块A受到的摩擦力的大小; (2)物块B的重力的大小. 答案 (1)12 N (2)9 N
解析 (1)、(2)根据胡克定律得FCD=kx=300×0.05 N=15 N 对C点进行受力分析,将FCD正交分解, 由平衡条件得,FCDcos α=FAC FCDsin α=GB
对A由平衡条件得:FfA=FAC 解得FfA=12 N,GB=9 N.
13.如图11所示,质量为30 kg的小孩坐在10 kg的雪橇上,大人用与水平方向成37°角斜向上的大小为100 N的拉力拉雪橇,使雪橇沿水平地面做匀速直线运动.g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8.求:
图11
(1)雪橇对地面的压力大小; (2)雪橇与水平地面间的动摩擦因数. 4
答案 (1)340 N (2) 17
解析 (1)以小孩和雪橇整体为研究对象,受力分析如图所示,根据共点力平衡条件知,
竖直方向上,有Fsin θ+FN=mg 解得FN=mg-Fsin θ=340 N
由牛顿第三定律可得雪橇对地面的压力大小FN′=FN=340 N (2)根据共点力平衡条件知, 水平方向上,有Fcos θ-Ff=0 滑动摩擦力Ff=μFN 4
联立解得μ=.
17
14.如图12所示,质量为m=4 kg的物体在水平恒力F=26 N的作用下静止于斜面上,斜面的倾角θ=37°,求:(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g=10 m/s2)
图12
(1)物体受到的斜面的支持力大小; (2)物体受到的摩擦力大小. 答案 (1)47.6 N (2)3.2 N
解析 (1)受力分析如图,正交分解各力有:
G1=mgsin θ=4×10×sin 37° N=24 N G2=mgcos θ=4×10×cos 37° N=32 N F1=Fcos θ=26×cos 37° N=20.8 N F2=Fsin θ=26×sin 37° N=15.6 N
则斜面对物体的支持力大小:FN=G2+F2=47.6 N (2)因为G1>F1,故物体受到的摩擦力方向沿斜面向上, 故摩擦力大小为:Ff=G1-F1=3.2 N.