题目内容

13.如图所示,斜面体A放在粗糙水平地面上,用轻绳拴住的小球B置于斜面上,整个系统处于静止状态,已知斜面倾角及轻绳与竖直方向夹角均为θ=30°.现将斜面体A水平向右推动少许,整个系统仍处于静止状态,不计小球与斜面间的摩擦.则(  )
A.地面对斜面体存在水平向右的静摩擦力
B.斜面体对地面的压力变大
C.轻绳对小球的拉力变大
D.斜面体对小球的支持力变大

分析 先对小球和斜面整体受力分析,根据平衡条件判断地面对斜面静摩擦力的方向,将斜面体A水平向右推动少许后,绳子与竖直方向的夹角增大,对小球进行受力分析,根据平衡条件列式求出绳子拉力和斜面对小球支持力的变化,最后对斜面体进行受力分析,根据小球对斜面体压力的变化判断地面对斜面体支持力的变化.

解答 解:A、对小球和斜面整体受力分析,受到重力、地面对斜面体的支持力,绳子的拉力以及地面的静摩擦力,处于平衡状态,合力为零,则地面对斜面体的静摩擦力水平向右,与绳子的拉力沿水平方向的分力相等,故A正确;
B、对小球进行受力分析,如图所示:

小球处于静止状态,受力平衡,根据平衡条件则有:
Tcosα=mgsin30°,
Tsinα+N=mgcos30°
将斜面体A水平向右推动少许后,绳与竖直方向的夹角增大,则α减小,而小球仍处于静止状态,受力平衡,
所以沿斜面方向:Tcosα=mgsin30°,α减小,cosα增大,则T减小,
垂直斜面方向:Tsinα+N=mgcos30°,α减小,sinα减小,则T减小,则N增大,
对斜面体受力分析,受到重力、地面的支持力、小球对斜面体的压力以及静摩擦力作用,
根据N增大可知,小球对斜面体的压力增大,则压力在竖直方向上的分量增大,所以地面对斜面的支持力增大,故BD正确,C错误.
故选:ABD

点评 解决本题的关键能够正确地对物体进行受力分析,运用共点力平衡进行求解,注意解题过程中,研究对象的选取,难度中等.

练习册系列答案
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8.为了“探究外力做功与物体动能变化的关系”,查资料得知:弹簧的弹性势能Ep=$\frac{1}{2}$kx2,其中k是弹簧的劲度系数,x是弹簧的变形量,某同学用压缩的轻质弹簧推静止的小铁球(已知质量为m)来探究这一问题,为了方便,把小铁球放在光滑水平桌面上做实验,让小铁球在弹力作用下运动,即只有弹簧推力做功,重力加速度为g.
该同学设计实验如下,完成下列填空.
(1)如图甲所示,将轻质弹簧竖直挂起来,在弹簧的另一端挂上小铁球,静止时测得弹簧的形变量为d,在此步骤中,目的是要确定弹簧的劲度系数k,用m、d、g表示为$\frac{mg}{d}$
(2)如图乙所示,将这根弹簧水平放在光滑桌面上,一端固定在竖直墙面,另一端与小铁球接触,用力推小铁球压缩弹簧;小铁球静止时测得弹簧压缩量为x,撇去外力后,小铁球被弹簧推出去,从水平桌面边沿抛出落到水平地面上.
(3)在实验中,保持弹簧压缩量不变,重复多次上述操作,从而确定小铁球的平均落地点,目的是减小偶然误差(选填“系统误差”或“偶然误差”)
(4)测得水平桌面离地面高为h,小铁球落地点离桌面边沿的水平距离为L,则小铁球被弹簧弹出的过程中动能变化量△Ek=$\frac{mg{L}^{2}}{4h}$(用m、h、L、g表示):弹簧对小铁球做的功W=$\frac{mg{x}^{2}}{2d}$(用m、x、d、g表示).对比W和△Ek就可以得出“外力做功与物体动能变化量的关系”,即“在实验误差允许范围内,外力所做的功等于物体动能的变化量”.

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