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2014-04-08
解析:人在梯子上爬行时,将人和梯子看作一个整体,墙壁对梯子的作用力FN水平向左,人受重力G竖直向下,根据三力汇交原理,铰链对梯子的作用力F斜向上,如右图所示,当人匀速向下运动时,F与G的夹角减小,因为人的重力G不变,所以F、FN减小,选项A正确、B错误.将人、梯子、车看作一个整体,则地面对车的摩擦力等于墙壁对梯子的作用力FN,地面对车的弹力等于车和人的重力,所以选项C错误、D正确.
8.一轻杆BO,其O端用光滑铰链铰于固定竖直杆AO上,B端挂一重物,且系一细绳,细绳跨过杆顶A处的光滑小滑轮,用力F拉住,如图所示.现将细绳缓慢往左拉,使杆BO与杆AO间的夹角θ逐渐减小,则在此过程中,拉力F及杆BO所受压力FN的大小变化情况是
( )
A.FN先减小,后增大 B.FN始终不变
C.F先减小,后增大 D.F始终不变
答案:B
解析:取BO杆的B端为研究对象,受到绳子拉力(大小为F)、BO杆的支持力FN和悬挂重物的绳子的拉力(大小为G)的作用,将FN与G合成,其合力与F等值反向,如图所示,得到一个力三角形(如图中画斜线部分),此力三角形与几何三角形OBA相似,可利用相似三角形对应边成比例来解.
如图所示,力三角形与几何三角形OBA相似,设AO高为H,BO长为L,绳长AB为l,则由相似三角形对应边成比例可得:GH=FNL=Fl,式中G、H、L均不变,l逐渐变小,所以可知FN不变,F逐渐变小.
9.在粗糙水平地面上与墙平行放着一个截面为半圆的柱状物体A,A与竖直墙之间放一光滑圆球B,整个装置处于静止状态.现对B加一竖直向下的力F,F的作用线通过球心,设墙对B的作用力为F1,B对A的作用力为F2,地面对A的作用力为F3.若F缓慢增大而整个装置仍保持静止,截面如图所示,在此过程中( )
A.F1保持不变,F3缓慢增大
B.F1缓慢增大,F3保持不变
C.F2缓慢增大,F3缓慢增大
D.F2缓慢增大,F3保持不变
答案:C
解析:设AB圆心连线与竖直方向的夹角为α,先以B为研究对象,其受力分析如右图所示,由平衡条件可得
F2′sin α=F1,F2′cos α=F+mBg,
根据牛顿第三定律F2=F2′,
当F增大时,F2增大,F1也增大.
再以A、B整体为研究对象,其受力分析如右图所示,设地面对A的支持力为FN,对A的摩擦力为Ff,则F3就是FN与Ff的合力.由整体的平衡是(mA+mB)g+F=FN,Ff=F1.当F增大时,FN、Ff都增大,所以F3也增大,所以C正确.
10.如图所示,重为G的均匀链条,两端用等长的轻绳连接,挂在等高的地方,轻绳与水平方向成θ角.试求:
(1)绳子的拉力;
(2)链条在最低点的相互拉力的大小.
答案:(1)G/(2sin θ) (2)Gcot θ/2
解析:(1)先用整体法,以整个链条为研究对象,链条受重力G和两端轻绳的拉力F1、F2的作用,此三力必相交于一点O,如图甲所示.则有:
F1cos θ=F2cos θ,即F1=F2.
F1sin θ+F2sin θ=G,解得F1=F2=G/(2sin θ).
(2)再用隔离法,以链条的左半部为研究对象,如图乙所示,左半部链条受到的重力为G/2,受到绳的拉力F1,受到右半部链条的拉力F的作用,此三力相交于一点O′,则有:
F=F1cos θ,G/2=F1sin θ.
解得F=12Gcot θ.
标签:高考物理模拟题
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