题目内容

5.如图所示,质量为m的木块A放在质量为M的三角形斜劈上,现用大小均为F、方向相反的水平力同时推A和B,它们均静止不动.则(  )
A.A与B之间一定存在摩擦力
B.B与地之间可能存在摩擦力
C.B对A的支持力一定小于mg
D.地面对B的支持力的大小一定等于(M+m)g

分析 先对A、B整体受力分析,根据平衡条件得到地面对整体的支持力和摩擦力;再对物体A受力分析,根据平衡条件求解B对A的支持力和摩擦力.

解答 解:B、D、对A、B整体受力分析,如图,受到重力(M+m)g、支持力N和已知的两个推力,对于整体,由于两个推力刚好平衡,故整体与地面间没有摩擦力;

根据共点力平衡条件,有
N=(M+m)g
故B错误,D正确;
A、C、再对物体A受力分析,受重力mg、已知的推力F、斜面体B对A的支持力N′和摩擦力f,当推力F沿斜面分量大于重力的下滑分量时,摩擦力的方向沿斜面向下,如下图

当推力F沿斜面分量小于重力的下滑分量时,摩擦力的方向沿斜面向上,如下图

当推力F沿斜面分量等于重力的下滑分量时,摩擦力为零,如下图

根据共点力平衡的条件,运用正交分解法,可以得到:
N′=mgcosθ+Fsinθ
故A错误,C错误;
故选:D.

点评 本题关键是对A、B整体受力分析,根据平衡条件得到地面对整体的支持力和摩擦力,然后再对物体A受力分析,再次根据平衡条件列式求解出各个力的情况.

练习册系列答案
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11.学过单摆的周期公式以后,物理兴趣小组的同学们对钟摆产生了兴趣,老师建议他们先研究用厚度和质量分布均匀的方木块(如一把米尺)做成的摆(这种摆被称为复摆),如图1所示.让其在竖直平面内做小角度摆动,C点为重心,板长为L,周期用T表示.
甲同学猜想:复摆的周期应该与板的质量有关.
乙同学猜想:复摆的摆长应该是悬点到重心的距离$\frac{L}{2}$.
丙同学猜想:复摆的摆长应该大于$\frac{L}{2}$.理由是:若OC段看成细线,线栓在C处,C点以下部分的重心离O点的距离显然大于$\frac{L}{2}$.
为了研究以上猜想是否正确,同学们进行了下面的实验探索:

(1)把两个相同的木板完全重叠在一起,用透明胶(质量不计)粘好,测量其摆动周期,发现与单个木板摆动时的周期相同,重做多次仍有这样的特点.则证明了甲同学的猜想是错误的(选填“正确”或“错误”).
(2)用T0表示板长为L的复摆看成摆长为$\frac{L}{2}$单摆的周期计算值(T0=2π$\sqrt{\frac{\frac{L}{2}}{g}}$),用T表示板长为L复摆的实际周期测量值.计算与测量的数据如表:
板长L/cm255080100120150
周期计算值T0/s0.701.001.271.411.551.73
周期测量值T/s0.811.161.471.641.802.01
由上表可知,复摆的等效摆长大于$\frac{L}{2}$(选填“大于”、“小于”或“等于”).
(3)为了进一步定量研究,同学们用描点作图法对数据进行处理,所选坐标如图2.请在坐标纸上作出T-T0图,并根据图象中反映出的规律求出$\frac{\sqrt{{L}_{等}}}{\sqrt{\frac{L}{2}}}$=1.1(结果保留三位有效数字,其中L是板长为L时的等效摆长T=2$π\sqrt{\frac{L_等}{g}}$).

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