题目内容

10.如图,粗糙水平面上a、b、c、d四个相同小物块用四根完全相同的轻弹簧连接,正好组成一个等腰梯形,系统静止,ab之间、ac之间以及bd之间的弹簧长度相同且等于cd之间弹簧长度的一半,ab之间弹簧弹力大小为cd之间弹簧弹力大小的一半,若a受到的摩擦力大小为f,则下列说法不正确的是(  )
A.ab之间的弹簧一定是压缩的B.b受到的摩擦力大小为f
C.d受到的摩擦力大小为2fD.c受到的摩擦力大小为$\sqrt{3}$f

分析 假设ab弹簧处于伸长状态,得到弹簧的原长为零,由此确定弹簧所处的状态;分别对a和c进行受力分析求出弹力与摩擦力关系,根据平行四边形法则求解c受到的摩擦力大小,根据对称性分析d受到的摩擦力大小.

解答 解:A、设每根弹簧的原长为L0,ab的形变量为△x1,cd的形变量为△x2,则有k△x2=2k△x1,若ab弹簧也是被拉长,则有:L0+△x2=2(L0+△x1),解得L0=0,不符合题意,所以ab被压缩,故A正确;
B、由于a受到的摩擦力大小为f,根据对称性可得,b受到的摩擦力大小为f,B正确;
C、以a和c为研究对象进行力的分析如图所示,设ac与cd之间的夹角为θ,则cosθ=$\frac{\frac{1}{4}cd}{ac}$=$\frac{1}{2}$,所以θ=60°,则∠cab=120°,a受到的摩擦力大小f=T;
对c根据力的合成可得fc=$\sqrt{3}$f,由于c受到的摩擦力大小为$\sqrt{3}$f,根据对称性可知,d受到的摩擦力大小为$\sqrt{3}$f,故C不正确,D正确.
本题选不正确的,故选:C.

点评 本题考查力的合成以及摩擦力的性质,要注意力的合成满足平行四边形定则,当两个力方向相同时可以直接相加求合力;当两个力方向相反时可以直接相减求合力;当两个力垂直的时候,分力与合力之间满足勾股定理,可以直接用勾股定理计算;如果两个力夹角不是特殊角,可以根据正交分解法、矢量三角形法或三角函数法求解合力大小.

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