(12分)如图所示,物体A重100 N,物体B重20 N,A与水平桌面间的最大静摩擦力是30 N,整个系统处于静止状态,这时A受到的静摩擦力是多大?如果逐渐加大B的重力,而仍保持系统静止,则B物体重力的最大值是多少?
图2-17
【解析】:以结点O为研究对象,建立直角坐标系.
x轴上:
FA=Tcos45°①
y轴上:
FB=GB=Tsin45°②
①②联立,得
FA=GBtan45°
代入其值得FA=20 N,以A为研究对象,受力分析,可得fA=F′A=FA=20 N,方向水平向右.当逐渐增大B的重力时,要使系统处于平衡状态,当A达到最大静摩擦力时,B物体的重力达到最大.由上述表达式可知:
GBm==30 N
故A受到的静摩擦力为20 N,B物体的重力最大值为30 N.
(10分)水平面上有一重40 N的物体,受到F1=12 N和F2=6 N的两方向相反的水平力作用而保持静止.已知物体与水平面间的动摩擦因数为μ=0.2.
(1)此时物体所受的摩擦力为多大?
(2)将F1撤去后,物体受的摩擦力为多大?
(3)将F2撤去后,物体受的摩擦力为多大?
【解析】:计算题中,若无特殊说明,可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力.则fmax=μN=μG=0. 2×40 N=8 N.
(1)根据平衡条件,f′=F1-F2=12 N-6 N=6 N.
(2)若将F1撤去,此时摩擦力小于最大静摩擦力,则f″=F2=6 N.
(3)若将F2撤去,F1>fmax,物体发生相对滑动,为滑动摩擦力,则f=μN=μG=0.2×40 N=8 N.
(9分)如图甲所示,完全相同的A、B两物体放在水平面上,与水平面间的动摩擦因数均为μ=0.2,每个物体重G=10 N,设物体A、B与水平面间的最大静摩擦力均为fm=2.5 N,若对A施加一个向右的由零均匀增大到6 N的水平推力F,请将A所受到的摩擦力随水平推力F的变化情况在图乙中表示出来.(要求写出作图过程)
图2-16
【解析】:(1)当推力F由0均匀增大到2.5 N时,A、B均未动,fA由0均匀增大到2.5 N,
(2)当推力F由2.5 N增大到5 N时.fA=2.5 N,
(3)当推力F由5 N增大到6 N时,A处于运动状态:fA=μG=2 N.
某同学做“验证力的平行四边形定则”实验时,主要步骤是:
A.在桌上放一块方木板,在方木板上铺一张白纸,用图钉把白纸钉在方木板上.
B.用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点,在橡皮条的另一端拴上两条细绳,细绳的另一端系着绳套.
C.用两个弹簧测力计分别勾住绳套,互成角度地拉橡皮条,使橡皮条伸长,结点到达某一位置O.记录下O点的位置,读出两个弹簧测力计的示数.
D.按选好的标度,用铅笔和刻度尺作出两只弹簧测力计的拉力F1和F2的图示,并用平行四边形定则求出合力F.
E.只用一个弹簧测力计,通过细绳套拉橡皮条使其伸长,读出弹簧测力计的示数,记下细绳套的方向,按同一标度作出这个力F′的图示.
F.比较F′和F的大小和方向,看它们是否相同,得出结论.
上述步骤中:(1)有重要遗漏的步骤的序号是__________和__________;
(2)遗漏的内容分别是__________和__________.
【解析】:根据验证力的平行四边形定则的操作规程可知,有重要遗漏的步骤的序号是C、E.在C中未记下两条细绳的方向.E中未说明是否把橡皮条的结点拉到了同一位置O.
.为了探究弹簧弹力F和弹簧伸长量x的关系,某同学选了A、B两根规格不同的弹簧进行测试,根据测得的数据绘出如图2-14所示的图像,从图像上看,该同学没能完全按实验要求做,使图像上端成为曲线,图像上端成为曲线的原因是__________________.弹簧B的劲度系数为__________.若要制作一个精确度较高的弹簧秤,应选弹簧__________(填“A”或“B”).
图2-14
【解析】:在弹性限度内弹簧的弹力和伸长量成正比,图像后半部分不成正比,说明超过了弹簧的弹性限度;由图像可知,k==100 N/m;精确度高,说明受较小的力就能读出对应的形变量,因此选A.
如图所示,一轻绳通过固定在墙边的小滑轮与均匀铁球相连,在水平拉力F作用下,铁球缓缓上升.不计一切摩擦,则在铁球上升的过程中( )
图2-13
A.球对绳的拉力增大,球对墙的压力增大
B.球对绳的拉力减小,球对墙的压力增大
C.球对绳的拉力增大,球对墙的压力减小
D.球对绳的拉力和墙的压力都减小