0  438046  438054  438060  438064  438070  438072  438076  438082  438084  438090  438096  438100  438102  438106  438112  438114  438120  438124  438126  438130  438132  438136  438138  438140  438141  438142  438144  438145  438146  438148  438150  438154  438156  438160  438162  438166  438172  438174  438180  438184  438186  438190  438196  438202  438204  438210  438214  438216  438222  438226  438232  438240  447090 

15.(12分)雨滴接近地面的過程可以看做勻速直線運動,此時雨滴的速度稱為收尾速度.某同學(xué)在一本資料上看到,雨滴的收尾速度v與雨滴的半徑r成正比,由此該同學(xué)對雨滴運動中所受的阻力F作了如下幾種假設(shè):

(1)阻力只與雨滴的半徑成正比,即Fkr(k為常數(shù)).

(2)阻力只與速度的平方成正比,即Fkv2(k為常數(shù)).

(3)阻力與速度的平方和半徑的乘積成正比,即Fkrv2(k為常數(shù)).

你認為哪種假設(shè)能夠解釋雨滴收尾速度與半徑成正比這一關(guān)系?請寫出推導(dǎo)過程.

解析:雨滴達到收尾速度狀態(tài)時,處于平衡狀態(tài),只受重力和空氣阻力F.由平衡條件得

FGmg=πr3ρg.                          ①

r、ρ分別為雨滴的半徑、密度

由題意知vk1r                            

k1為常數(shù)

由①②得Frv2krv2                               

式中k

由推導(dǎo)知,阻力與速度的平方和半徑的乘積成正比.

Fkrv2假設(shè)才能解釋vr.

答案:見解析

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14.(12分)如圖15所示,光滑小圓環(huán)A吊著一個重為G1的砝碼套在另一個豎直放置的大圓環(huán)上,今有一細繩拴在小圓環(huán)A上,另一端跨過固定在大圓環(huán)最高點B處的一個小滑輪后吊著一個重為G2的砝碼,如果不計小環(huán)、滑輪、繩子的重量大小.繩子又不可伸長,求平衡時弦AB所對的圓心角θ.

解析:以小圓環(huán)A為研究對象,它受到的力有:豎直繩對它的拉力F1=  

G1,其方向豎直向下;AB繩對它的拉力F2G2,其方向沿AB方向;大

圓環(huán)對它的彈力FN,其方向沿半徑指向圓外,在F1、F2、FN三力的共同作用下,小圓

環(huán)處于平衡狀態(tài).

將小圓環(huán)A所受的三個力利用力的合成和力的分解,組成三角形,如圖所示.

由幾何關(guān)系得△OAB與△FNAF2′相似,得

==.

所以FNF1,sin=,

F1G1F2G2代入

解得θ=2arcsin.

答案:2arcsin

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13.(10分)如圖14所示,輕桿BCC點用光滑鉸鏈與墻壁固定,桿的B點通過水平細繩AB使桿與豎直墻壁保持30°的夾角.若在B點懸掛一個定滑輪(不計重力),某人用它勻速地提起重物.已知重物的質(zhì)量m=30 kg,人的質(zhì)量M=50  kg,g取10 m/s2.試求:

(1)此時地面對人的支持力的大小;

(2)輕桿BC和繩AB所受力的大�。�

解析:(1)因勻速提起重物,則FTmg.且繩對人的拉力為mg,所以地面對人的支持力

為:FNMgmg=(50-30)×10 N=200 N,方向豎直向上.

(2)定滑輪對B點的拉力方向豎直向下,大小為2mg,桿對B點的彈力方向沿桿的方向,

由共點力平衡條件得:

FAB=2mgtan30° =2×30×10× N=200 N

FBC== N=400 N.

答案:(1)200 N (2)400 N 200 N

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12.(9分) (2010·蘇南模擬)在“探究力的平行四邊形定則”的實驗中,需要將橡皮條的一端固定在水平木板上,另一端系上兩根細繩,細繩的另一端都有繩套(如圖13).實驗中需用兩個彈簧測力計分別勾住繩套,并互成角度地拉橡皮條,使橡皮條伸長,結(jié)點到達某一位置O.

(1)某同學(xué)在做該實驗時認為:

A.拉橡皮條的繩細一些且長一些,實驗效果較好

B.拉橡皮條時,彈簧測力計、橡皮條、細繩應(yīng)貼近木板且與木板平面平行

C.橡皮條彈性要好,拉結(jié)點到達某一位置O時,拉力要適當(dāng)大些

D.拉力F1F2的夾角越大越好

其中正確的是________(填入相應(yīng)的字母).

(2)若兩個彈簧測力計的讀數(shù)均為4 N,且兩彈簧測力計拉力的方向相互垂直,則

________(選填“能”或“不能”)用一個量程為5 N的彈簧測力計測量出它們的合力,

理由是__________________________.

解析:(1)拉力F1F2的夾角越大,而合力小,作圖時相對誤差太大,正確的選項為A、

B、C.

(2)若兩個彈簧測力計的讀數(shù)均為4 N,且兩彈簧測力計拉力的方向相互垂直,則其合力

為4 N>5 N,故不能用一個量程為5 N的彈簧測力計測量出它們的合力.

答案:(1)A、B、C (2)不能 量程太小

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11.(9分)在“探究力的平行四邊形定則”的實驗中.

(1)其中的兩個實驗步驟分別是:

A.在水平放置的方木板上固定一張白紙,用圖釘把橡皮條的一端固定在方木板上,另

一端拴上兩個繩套,通過細繩同時用兩個彈簧測力計(彈簧測力計與方木板平面平行)互成角度地拉橡皮條,使它與細繩的結(jié)點到達某一位置O點,在白紙上用鉛筆記下O點的位置和讀出兩個彈簧測力計的示數(shù)F1F2.

B.只用一只彈簧測力計,通過細繩拉橡皮條,使它的伸長量與兩個彈簧測力計拉時相

同,讀出此時彈簧測力計的示數(shù)F′和記下細繩的方向.

請指出以上步驟中的錯誤或疏漏:A中是______________________;B中是

____________________________.

(2)在某次實驗中,兩個彈簧測力計的拉力F1、F2已在圖12中畫出,圖中的方格每邊長

度表示2 N,O點是橡皮條的結(jié)點,請用兩個直角三角板嚴格作出合力F的圖示,并求

出合力的大小為________ N.

解析:(1)當(dāng)用兩個彈簧測力計互成角度地拉橡皮條,使它與細繩的結(jié)點到達某一位置O點,在白紙上用鉛筆應(yīng)記下O點的位置,讀出兩個彈簧測力計的示數(shù)F1F2及此時兩細繩的方向.當(dāng)只用一只彈簧測力計拉時,應(yīng)使結(jié)點拉到同樣的位置O,并記下彈簧測力計的讀數(shù)和細繩的方向.

(2)如圖所示:

答案:(1)未記下兩條細繩的方向 應(yīng)將橡皮條與細繩的結(jié)點拉到原來的位置O

(2)見解析圖 10

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10.在粗糙水平地面上與墻平行放著一個截面為半圓的柱狀物體A,A與豎直墻之間放一光滑圓球B,整個裝置處于靜止狀態(tài).現(xiàn)對B施加一豎直向下的力F,F的作用線通過球心,設(shè)墻對B的作用力為F1,AB的作用力為F2,地面對A的作用力為F3,若F緩慢增大而整個裝置仍保持靜止,截面如圖11所示,在此過程中( )

A.F1緩慢增大  B.F2緩慢增大

C.F3緩慢增大  D.以上說法均不對

解析:如圖所示,球B受到四個力作用,整個系統(tǒng)保持靜止,則θ不變,F2cosθF+

mg.若F緩慢增加,則F2增加,F2sinθF1,若F2緩慢增加,則F1增加;對于整體而

言,地面對A的摩擦力FfF1,地面對A的支持力FNF+GFf

FN均緩慢增加,

所以F3緩慢增加,選項A、B、C對.

答案:ABC

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9.(2010·揚州模擬)如圖10所示,在一根粗糙的水平直桿上套有兩個質(zhì)量均為m的鐵環(huán),兩鐵環(huán)上系著兩根等長細線,共同拴住質(zhì)量為M的小球,兩鐵環(huán)與小球都處于靜止狀態(tài).現(xiàn)想辦法使得兩鐵環(huán)間距離增大稍許而同時仍能保持系統(tǒng)平衡,則水平直桿對鐵環(huán)的支持力FN和摩擦力Ff的可能變化是( )

A.FN不變           B.FN增大

C.Ff增大           D.Ff不變

解析:分析本題可以先用整體法,把小球和兩個鐵環(huán)看做一個整體,且該整體受到豎直向下的重力和桿豎直向上的支持力作用,由題意整體平衡知該整體在豎直方向上受力必然平衡,即受到豎直向下的重力為(2mg+Mg),與豎直向上的支持力大小相等,所以選項B錯誤,選項A正確;再用隔離法,分析小球平衡得到細線中的拉力隨兩鐵環(huán)間距離變大而增大,所以當(dāng)對其中一個鐵環(huán)受力分析可以得到細線沿水平方向的分力F在逐漸變大,則鐵環(huán)水平方向受到的摩擦力必與F大小相等,所以摩擦力在變大,選項C正確,選項D錯.綜上所述,本題的正確答案應(yīng)該為A、C.

答案:AC

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8.一輕桿BO,其O端用光滑鉸鏈鉸于固定豎直桿AO上,B端掛一重物,且系一細繩,細繩跨過桿頂A處的光滑小滑輪,用力F拉住,如圖9所示.現(xiàn)將細繩緩慢往左拉,使桿 BO與桿AO間的夾角θ逐漸減小,則在此過程中,拉力F及桿BO所受壓力FN的大小變化情況是        ( )

A.FN先減小,后增大

B.FN始終不變

C.F先減小,后增大

D.F逐漸減小

解析:取BO桿的B端為研究對象,受到繩子拉力(大小為F)、BO桿的支持力FN和懸掛重物的繩子的拉力(大小為G)的作用,將FNG合成,其合力與F等值反向,如圖所示,得到一個力三角形(如圖中畫斜線部分),此力三角形與幾何三角形OBA相似,可利用相似三角形對應(yīng)邊成比例來解.

如圖所示,力三角形與幾何三角形OBA相似,設(shè)AO高為H,BO長為

L,繩長ABl,則由對應(yīng)邊成比例可得:

==,式中G、HL均不變,l逐漸變小,所以可知FN不變,F逐漸變小.

答案:BD

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7.如圖8所示,在水平力F作用下,AB保持靜止.若AB的接觸面是水平的,且F≠0. 則關(guān)于B的受力個數(shù)可能為         ( )

A.3個   B.4個     C.5個       D.6個

解析:對于B物體,一定受到的力有重力、斜面支持力、A的壓力和A  

B的摩擦力,若以整體為研究對象,當(dāng)F較大或較小時,斜面對B

摩擦力,當(dāng)F大小適當(dāng)時,斜面對B摩擦力為零,故B可能受4個力,也可能受5個

力.

答案:BC

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6.(2010·蘇州模擬)長直木板的上表面的一端放置一個鐵塊,木板放置在水平面上,將放置鐵塊的一端由水平位置緩慢地向上抬起,木板另一端相對水平面的位置保持不變,如6所示.鐵塊受到的摩擦力Ff隨木板傾角α變化的圖線在圖7 中正確的是(設(shè)最大靜摩擦力的大小等于滑動摩擦力大小)                           

( )

解析:本題應(yīng)分三種情況進行分析:

(1)當(dāng)0°≤α<arctanμ(μ為鐵塊與木板間的動摩擦因數(shù))時,鐵塊相對木板處于靜止狀態(tài),鐵塊受靜摩擦力作用,其大小與重力沿木板(斜面)方向分力大小相等,即Ffmgsinα,α=0°時,Ff=0;Ffα的增大按正弦規(guī)律增大.

(2)當(dāng)α=arctanμ時處于臨界狀態(tài),此時摩擦力達到最大靜摩擦力,由題設(shè)條件可知其等于滑動摩擦力大小.

(3)當(dāng)arctanμα≤90°時,鐵塊相對木板向下滑動,鐵塊受到滑動摩擦力的作用,可知FfμFNμmgcosα,Ffα的增大按余弦規(guī)律減�。�

答案:C

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