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高中物理
第5节 刚体平衡的条件
第5节 刚体平衡的条件 知识点题库
如图所示,质量为
m
的物体
A
在沿斜面向上的拉力
F
作用下沿斜面匀速下滑,此过程斜面体
B
仍静止,斜面体的质量为
M
, 则水平地面对斜面体( )
A .
无摩擦力
B .
有水平向右的摩擦力
C .
支持力为(
m
+
M
)
g
D .
支持力小于(
m
+
M
)
g
如图所示,两小球
A
、B
用劲度系数为
k
1
的轻质弹簧相连,球
B
用长为
L
的细绳悬于
O
点,球
A
固定在
O
点正下方.
O
A之间的距离也为
L
, 系统平衡时绳子所受的拉力为
F
1
, 现把
A
、B
间的弹簧换成劲度系数为
k
2
的轻弹簧,系统再次平衡时,绳子所受的拉力为
F
2
, 则
F
1
与
F
2
的大小关系为( )
A .
F
1
>
F
2
B .
F
1
=
F
2
C .
F
1
<
F
2
D .
无法确定
如图所示,物体在水平力
F
作用下静止在斜面上,若稍增大水平力
F
, 而物体仍能保持静止,下列说法正确的是:( )
A .
斜面对物体的静摩擦力及支持力都不一定增大
B .
斜面对物体的静摩擦力及支持力都一定增大
C .
斜面对物体的静摩擦力一定增大,支持力不一定增大
D .
斜面对物体的静摩擦力不一定增大,支持力一定增大
如图所示,在光滑水平面上,一绝缘细杆长为
d
, 两端各固定着一个带电小球,处于水平方向、场强为
E
的匀强电场中,两小球带电量分别为+
q
和﹣
q
, 轻杆可绕中点
O
自由转动.在轻杆与电场线夹角为
α
时,忽略两电荷间的相互作用,两电荷受到的电场力对
O
点的力矩大小为
,两电荷具有的电势能为
.
利用钓鱼竿钓鱼的示意图如图所示,
O
为支点,
F
1
是手对鱼竿的作用力,请画出:
(1) 鱼线对钓鱼竿拉力
F
2
的示意图;
(2)
F
1
的力臂.
如图所示,
T
形金属支架与固定转轴
O
相连,
AB
水平,C
O
与
AB
垂直,
B
端由竖直细线悬吊,AC=C
O
=0.2
m
, CB=0.3
m
, 支架各部分质量均匀分布.小滑块质量
M
=0.5k
g
, 静止于
A
端时细线 恰不受力.现给小滑块初速使其水平向右滑动,滑块与
AB
间的动摩擦因数
μ
=0.5.取重力加速度
g
=10
m
/s
2
, 求:
(1) 支架的重力相对转轴
O
的力矩;
(2) 小滑块滑至C点时细线对B的拉力.
在研究有固定转动轴物体平衡条件的实验中
(1) 实验开始前需要检查力矩盘重心是否在转轴处,描述检查的操作过程
.
(2) 某同学采用50
g
的钩码,力矩盘平衡后如图所示,弹簧秤读数1.1
N
, 盘面中3个同心圆半径分别是2
cm
、4
cm
、6
cm
. 填写下表(
g
取9.8
m
/s
2
, 答案精确到0.001
N
•
m
):
顺时针力矩
逆时针力矩
0.059
N
•
m
如图所示,质量为
m
的物体放在质量为
M
、倾角为
θ
的斜面体上,斜面体置于粗糙的水平地面上,用平行于斜面向下的力
F
拉物体
m
使其沿斜面向下匀速运动,
M
始终静止,则下列说法正确的是( )
A .
地面对
M
的摩擦力大小为
Fcosθ
B .
地面对
M
的支持力为(
M
+
m
)
g
C .
物体
m
对
M
的摩擦力的大小为
F
D .
M
对物体
m
的作用力竖直向上
“阶下儿童仰面时,清明妆点正堪宜.游丝一断浑无力,莫向东风怨别离.”这是《红楼梦》中咏风筝的诗,风筝在风力
F
、线的拉力
T
以及重力
G
的作用下,能够高高地飞在蓝天上.关于风筝在空中的受力可能正确的是( )
A .
B .
C .
D .
一轻绳一端系在竖直墙
M
上,另一端系一质量为
m
的物体
A
, 用一轻质光滑圆环
O
穿过轻绳,并用力
F
拉住轻环上一点,如图所示.现使物体
A
从图中实线位置缓慢下降到虚线位置.则在这一过程中,力
F
、绳中张力
F
T
和力
F
与水平方向夹
θ
的变化情况是( )
A .
F
保持不变,
F
T
逐渐增大,夹角
θ
逐渐减小
B .
F
逐渐增大,
F
T
保持不变,夹角
θ
逐渐增大
C .
F
逐渐减小,
F
T
保持不变,夹角
θ
逐渐减小
D .
F
保持不变,
F
T
逐渐减小,夹角
θ
逐渐增大
半径分别为
r
和2
r
的两个质量不计的圆盘,共轴固定连结在一起,可以绕水平轴
O
无摩擦转动,大圆盘的边缘上固定有一个质量为
m
的质点,小圆盘上绕有细绳.开始时圆盘静止,质点处在水平轴
O
的正下方位置.现以水平恒力
F
拉细绳,使两圆盘转动,若两圆盘转过的角度
θ
=
时,质点
m
的速度最大,则恒力
F
=
;若圆盘转过的最大角度
θ
=
则此时恒力
F
=
.
已知物体在倾角为α的斜面上恰能匀速下滑,则物体与斜面间的动摩擦因数是
;如果物体质量为
m
, 当对物体施加一个沿着斜面向上的推力时恰能匀速上滑,则这个推力大小是
.
如图所示,在倾角为37°的固定斜面上,放置一个质量为5
kg
的物体,物体与斜面间的动摩擦因数为0.8.已知
sin
37°=0.6,
cos
37°=0.8,
g
=10
m
/s
2
.
(1) 若物体静止在斜面上,求物体所受的摩擦力
(2) 若用力
F
平行于斜面向上拉物体,使之向上匀速运动,求拉力
F
的大小.
如图所示,在距水平地面高均为0.4
m
处的
P
、Q
两处分别固定两光滑小定滑轮,细绳跨过滑轮,一端系一质量为
m
A
=2.75kg的小物块
A
, 另一端系一质量为
m
B
=1kg的小球
B
. 半径
R
=0.3
m
的光滑半圆形轨道竖直地固定在地面上,其圆心
O
在
P
点的正下方,且与两滑轮在同一竖直平面内,小球
B
套在轨道上,静止起释放该系统,则小球
B
被拉到离地
m
高时滑块
A
与小球
B
的速度大小相等,小球
B
从地面运动到半圆形轨道最高点时的速度大小为
m
/s.
如图所示,在竖直平面内有两根质量相等的均匀细杆
A
和
C
, 长度分别为60c
m
和40c
m
, 它们的底端相抵于地面上的
B
点,另一端分别搁置于竖直墙面上,墙面间距为80c
m
, 不计一切摩擦.系统平衡时两杆与地面的夹角分别为
α
和
β
, 两侧墙面所受压力的大小分别为
F
A
和
F
C
, 则
F
A
F
C
(选填“大于”、“小于”或“等于”),夹角
β
=
.
如图,始终竖直向上的力F作用在三角板A端,使其绕B点在竖直平面内缓慢地沿顺时针方向转动一小角度,力F对B点的力矩为M,则转动过程中( )
A .
M减小,F增大
B .
M减小,F减小
C .
M增大,F增大
D .
M增大,F减小
如图所示是单臂斜拉桥的示意图.均匀桥板ao所受重力为G,并且ao平行于水平面,三根平行钢索与桥面成30°角,若每根钢索受力相同,则一条钢索上受力大小为( )
A .
G
B .
G
C .
G
D .
G
直杆AB和直角弯杆BCD按如图所示连接,A、B、D处均为铰链,杆及铰链的质量都不计.ABCD构成一长方形,将重力为G、可视为质点的物块放在图中P处.则( )
A .
AB杆对BCD杆的作用力方向沿BC连线向下
B .
BCD杆对AB杆的作用力方向沿DB连线斜向上
C .
若AP间距变大,BCD杆对AB杆的作用力变大
D .
若AP间距变大,AB杆对BCD杆的作用力对转动轴D的力矩变大
用如图所示装置做“研究有固定转动轴物体的平衡条件”的实验,力矩盘上各同心圆的间距相等.
(1) 实验中使用弹簧测力计的好处是
,
(写出两点).
(2) (多选题)做“研究有固定转动轴物体平衡条件”的实验,下列措施正确的是
A .
必须判断横杆MN是否严格保持水平
B .
用一根细线挂一钩码靠近力矩盘面,如果细线与力矩盘面间存在一个小的夹角,说明力矩盘不竖直
C .
在盘的最低端做一个标志,轻轻转动盘面,如果很快停止,说明重心不在盘的中心
D .
使用弹簧秤前必须先调零
(3) 若实验前,弹簧秤已有0.2N的示数,实验时忘记对弹簧秤进行调零,则完成实验后测量出的顺时针力矩与逆时针力矩相比,会出现M
顺
M
逆
(选填“>”、“=”或“<”).
如图所示用三根细线a、b、c将重力均为G的两个小球1和2连接并悬挂,两小球处于静止状态,细线a与竖直方向的夹角为30°,细线c水平。细线a、细线c受到的拉力大小分别是( )
A .
B .
C .
D .
1
2
3
4
5
6
>
>>
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