.如图所示,在绳子下端挂一物体,力F拉物体使悬绳偏离竖直方向的夹角为θ,且保持平衡,若保持θ不变,当拉力F与水平方向的夹角α为多大时,F有最小值( )
图4-2-22
A.α=θ
B.α=90°
C.α=0
D.α=2θ
【解析】:选A.此题属共点力的平衡问题,结点O受三个力作用,受力分析如图所示,显然F′和F的合力大小等于G,方向竖直向上,当θ不变时,F最小时α=θ.
.在倾角为θ的粗糙斜面上叠放着质量分别为m与2m的A、B两物体,刚好都处于静止状态,如图4-2-21所示.则下列说法正确的是( )
图4-2-21
A.A、B两物体受到的摩擦力之比为1∶2
B.因为A、B都处于静止状态,所以它们受到的摩擦力之比为1∶1
C.如果斜面的倾角θ改变,使正压力改变,则两物体所受摩擦力的比值也随之改变
D.因为A、B间、B与斜面间接触面的动摩擦因数的关系不知道,所以比值不能确定
【解析】:选A.A只受一个摩擦力,而B受两个摩擦力,题目中所说的摩擦力是指两个摩擦力的合力.由于物体的重力沿斜面向下的分力与摩擦力平衡,故摩擦力与质量成正比,结果为1∶2,其值与θ角、动摩擦因数无关.
有一直角支架AOB,AO水平放置,表面粗糙;OB竖直向下,表面光滑.AO上面套有小环P,OB上面套有小环Q;两环质量均为m,两球间由一根质量可忽略、不可伸长的细绳相连,并在某一位置上平衡,如图4-2-20所示.现将P环向左移动一小段距离,两环再次达到平衡状态,那么将移动后的平衡状态和原来的平衡状态相比较,AO杆对P环的支持力N和细绳上的拉力F的变化情况是( )
图4-2-20
A.N不变,F变大 B.N不变,F变小
C.N变大,F变大 D.N变大,F变小
【解析】:选B.取P、Q两个环整体研究,在竖直方向上只有OA杆对其产生竖直向上的力(Q环不受杆向上的力),故N=2mg,N大小不变.
再取Q环研究,将拉力F沿竖直、水平方向分解,如图,竖直分力Fy=Fcosα,当α角由于P环左移而减小时,由于Fy=mg,F=,故F变小.
.如图所示,有一均匀梯子AB斜靠在竖直墙上处于静止状态,假设墙面光滑,地面粗糙,则地面对梯子的作用力可能沿( )
图4-2-19
A.F1的方向
B.F2的方向
C.F3的方向
D.F4的方向
【解析】:选B.对梯子受力分析知,梯子受竖直向下的重力G,墙施加的水平向右的弹力N,另外地面施加的作用力,此三力不平行,故三力应共点,如图所示,F应交于G与N的交点,所以可能的方向是沿F2的方向.
如图所示,倾角为30°,重为80 N的斜面体静止在水平面上.一根弹性轻杆一端垂直固定在斜面上,杆的另一端固定一个重为2 N的小球,小球处于静止状态时,下列说法正确的是( )
图4-2-18
A.斜面有向左运动的趋势
B.地面对斜面的支持力为80 N
C.球对弹性轻杆的作用力为2 N,方向竖直向下
D.弹性轻杆对小球的作用力为2 N,方向垂直斜面向上
【解析】:选C.把小球、杆和斜面作为整体受力分析可知,仅受重力和地面的支持力,且二力平衡,故A、B错;对小球受力分析知,只受竖直向下的重力和杆给的竖直向上的弹力(杆对小球的力不一定沿杆),故C对D错.
.一铁块m被竖直悬挂的磁性黑板紧紧吸住不动,如图4-2-17所示,下列说法错误的是( )
图4-2-17
A.铁块受到四个力作用,其中只有两个力的施力物体是黑板
B.铁块与黑板间在水平方向有两对相互作用力——相互吸引的磁力和相互排斥的弹力
C.铁块受到的磁力和弹力是互相平衡的力
D.磁力大于弹力,黑板才能吸住铁块不动
【解析】:选AD.对铁块受力分析可知,铁块受重力mg、吸引力F、支持力N和摩擦力f.由共点力平衡可知F=N,故B、C对,A、D错.