题目内容

17.如图所示,用大小恒定的力F将物体压在粗糙竖直面上,当F从实线位置绕O点顺时针转至虚线位置,物体始终静止,则在这个过程中,摩擦力f与墙壁对物体弹力FN的变化情况是(  )
A.FN先变小后变大B.FN先变大后变小
C.f方向一直竖直向上D.f一定是先变小后变大

分析 对物体受力分析,受推力、重力、支持力和摩擦力,根据平衡条件并结合正交分解法列式分析即可.

解答 解:物体始终静止状态,受力平衡,对物体受力分析,若F斜向下,设与水平方向的夹角为θ,根据平衡条件得:
f=mg+Fsinθ,方向向上,
FN=Fcosθ,
当F从实线位置绕O点顺时针转至水平位置的过程中,θ减小,则sinθ减小,cosθ增大,所以f减小,FN增大,
若F斜向上,设与水平方向的夹角为θ,根据平衡条件得:
f=mg-Fsinθ,若Fsinθ<mg,则摩擦力方向向上;若Fsinθ>mg,则摩擦力方向向下;
FN=Fcosθ,
当F从水平位置转至虚线位置时,θ增大,则sinθ增大,cosθ减小,所以f减小,FN减小,
故B正确,ACD错误.
故选:B.

点评 本题关键是对物体受力分析后根据共点力平衡条件,将各力按水平方向和竖直方向分解列式求解即可.

练习册系列答案
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2.像打点计时器一样,光电计时器也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器,其结构如图甲所示,a、b分别是光电门的激光发射和接收装置,当有物体从a、b间通过时,光电计时器就可以显示物体的挡光时间.如图乙所示,气垫导轨是常用的一种实验仪器,它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫,使滑块悬浮在导轨上,滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦.某实验小组利用如图乙所示的实验装置来验证钩码和滑块所组成的系统机械能守恒.实验前要调整气垫导轨底座使之水平,用游标卡尺测得遮光条的宽度为d,实验时滑块从图示位置由静止释放,由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间△t

(1)某同学用游标卡尺测得遮光条(图丙)的宽度d=0.540cm
(2)实验前需要调整气垫导轨底座使之水平,实验时将滑块从图示位置由静止释放,由数字计时器读出遮光条通过光电门所花时间为△t=1.2×10-2s,则滑块经过光电门时的瞬时速度为0.45(用游标卡尺的测量结果计算)m/s.
(3)在本次实验中还需要测量的物理量有:钩码的质量m、滑块上的遮光条初位置到光电门的距离S和滑块的质量M(用文字说明并用相应的字母表示).
(4)本实验,重力势能的改变量mgS,动能的改变量$\frac{1}{2}(M+m)(\frac{d}{△t})_{\;}^{2}$(用测量的物理量符号表示),通过比较在实验误差允许的范围内二者相等,从而验证了系统的机械能守恒.

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