.A、B、C三个相同的圆柱体,如图所示,放在水平面上,它们均处于静止状态,则( )
图4-1-11
A.A、B、C所受的合力一定相等
B.如果圆柱体光滑,它们不可能平衡
C.B、C所受合外力大于A所受的合外力
D.B、C对A的作用力的合力一定竖直向上
【解析】:选ABD.物体A、B、C均处于静止状态,所受的合力均为零,A正确,C错误;B、C对A的作用力的合力一定与A球的重力等大反向,D正确;如圆柱体光滑,A对B的压力在水平方向的分力将使B圆柱体水平向左移动,同理C向右移动,从而使A落下,所以它们均不可能平衡.
人站在自动扶梯上随扶梯匀速上升,如图所示,下列说法中正确的是( )
图4-1-10
A.人所受合力方向同图中v的方向
B.人在水平方向将受向右的摩擦力作用
C.人在竖直方向所受合力不为零,但在v方向上合力为零
D.人在竖直方向受力的作用并且合力为零
【解析】:选D.人随扶梯匀速上升,说明人所受合外力为零,故人仅受重力和支持力.选项D对.
如图所示,圆柱体的A点放有一质量为M的小物体P,使圆柱体缓慢匀速转动,带动P从A点转到A′点,在这个过程中P始终与圆柱体保持相对静止.那么P所受静摩擦力f的大小随时间t的变化规律是图中的( )
图4-1-8
图4-1-9
【解析】:选A.P与圆柱体之间的摩擦力是静摩擦力.P随圆柱体从A转至最高点的过程中f=mgsin(θ-ωt),摩擦力的大小变化情况以最高点为对称.所以A正确.
.(2011年高考海南卷) 如图4-1-7,粗糙的水平地面上有一斜劈,斜劈上一物块正在沿斜面以速度v0匀速下滑,斜劈保持静止,则地面对斜劈的摩擦力( )
图4-1-7
A.等于零
B.不为零,方向向右
C.不为零,方向向左
D.不为零,v0较大时方向向左,v0较小时方向向右
【解析】:选A.法一:整体法.选物块和斜劈为研究对象,由于系统的加速度等于零,合力等于零,故系统在水平方向的合力等于零.因此地面对斜劈的摩擦力等于零.故A正确.
法二:隔离法.选物块为研究对象,受力情况如图所示,由于物块匀速运动,
故fcosα=Nsinα.
选斜劈为研究对象,受力情况如图所示,假设地面对斜劈的摩擦力为f″向右,则根据平衡条件,得f″+N′sinα=f′cosα,且fcosα=Nsinα,N′=N,f′=f,所以f″=fcosα-fcosα=0.故A正确.
.如图所示,用两根细线把A、B两小球悬挂在天花板上的同一点O,并用第三根细线连接A、B两小球,然后用某个力F作用在小球A上,使三根细线均处于直线状态,且OB细线恰好沿竖直方向,两小球均处于静止状态,则该力可能为图中的( )
图4-1-6
A.F1 B.F2
C.F3 D.F4
【解析】:选BC.OB细线竖直隐含着重要条件:细线BA中的拉力为零.所以A球受到OA细线的拉力、自身重力、某外力F三个力而处于平衡状态.故B、C两项正确.
如图所示,某物体在四个共点力作用下处于平衡状态,若将F4=5 N的力沿逆时针方向转动90°,其余三个力的大小和方向都不变,则此时物体所受合力的大小为( )
图4-1-5
A.0 B.10 N
C.5 N D. N
【解析】:选C.由四力平衡知,F1、F2与F3的合力与F4等大反向,设为F.则F4转过90°后与F成90°角,故合力F合=F4=5 N.