• 共点力平衡的条件及其应用试题及答案-高中物理-云返教育

    • 如图所示,一矩形轻质柔软反射膜可绕过O点垂直纸面的水平轴转动,其在纸面上的长度为L1,垂直纸面的长度为L2.在膜的下端(图中A处)挂有一平行于转轴,质量为m,长为L3的导体棒使膜形成平面.在膜下方水平放置一足够大的太阳能光电池板,能接收到经反射膜反射到光电池板上的所有光能,并将其转化成电能.光电池板可等效为一个电池,输出电压恒定为U;输出电流正比于光电池板接收到的光能(设垂直于入射光单位面积上的光功率保持恒定).导体棒处在方向竖直向上的匀强磁场B中,并与光电池构成回路,流经导体棒的电流垂直纸面向外(注:光电池与导体棒直接相连,连接导线未画出).
      (1)再有一束平行光水平入射,当反射膜与竖直方向成θ=60°时,导体棒受力处于平衡状态,求此时电流强度的大小和光电池的输出功率.
      (2)当θ变成45°时,光电池板接收到的光能对应的功率P’与当θ=60°时光电池板接收到的光能对应的功率P之比?
      (3)当θ变成45°时,通过调整电路使导体棒保持平衡,光电池除维持导体棒处于平衡外,还能输出多少额外电功率?
      答案解析
      类型: 解答题     难度系数:
    • 如图所示,水平细杆上套一环A,环A与球B问用一不可伸长轻质绳相连,质量分别为mA=0.40kg和肌mB=0.30kg,由于B球受到水平风力作用,使环A与球B一起向右匀速运动.运动过程中,绳始终保持与竖直方向夹角θ=30°,重力加速度g取10m∕s2,求:
      (1)B球受到的水平风力大小;
      (2)环A与水平杆间的动摩擦因数.
      答案解析
      类型: 解答题     难度系数:
    • 线轮的两部分半径不同(其侧视图如图a所示),大轮半径R=10cm,小轮半径r=5cm.线轮可绕固定支架上的光滑水平轴OO′转动,小轮通过细绳与放在水平桌面上的物体A相连,大轮通过细线与物体B相连,如图b所示.A、B质量分别为mA=4kg、mB=0.75kg,A与桌面间的动摩擦因数μ=0.5,B的下表面距地面高h=1m.不计细绳和线轮的质量,整个系统处于静止状态.(g=10m/s2)求:
      (1)物体A所受到的静摩擦力大小.
      (2)将物体B换成一个大小相同,质量为原来两倍的物体B′后,整个系统由静止开始运动,当物体B′落到地面的瞬间,物体A的速度大小.
      (3)在(2)描述的情况下,B′从开始运动至落地的时间.
      答案解析
      类型: 解答题     难度系数:
    • 如图a所示,在间距L=0.5m、倾角α=37°的光滑倾斜导轨上,水平地放着一质量为m=0.01kg的通电导体棒ab,电流大小为I=2.0A.为使导体棒ab在斜面上静止,可加一匀强电场.(已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,取g=10m/s2

      (1)若磁感应强度方向水平向左,请在图b中标出电流的方向,并作出ab的受力示意图;求出磁感应强度B
      1的大小.
      (2)若磁感应强度竖直向上,请在图c中做出ab的受力示意图;求出磁感应强度B
      2的大小.
      答案解析
      类型: 解答题     难度系数:
    • 中新社上海9月6日电 (记者 宗晨亮)中国空间技术研究院副院长李明6日在此间透露,承担中国探月计划第三期工程的“嫦娥三号”,将实验包括月球表面软着陆、月夜生存等在内的多项深空探测关键技术,为了科研的需要,假设我国月球车在月球表面为了推一个石块,现将其等效成一个物体在斜面上的模型.物体在倾角为θ的斜面上,物体受到月球车手臂力的作用而静止,已知物体重G.
      (1)若斜面光滑,保持物体A静止,则求月球车对物体A的力的最小值;
      (2)物体与斜面间粗糙,物体与斜面的动摩擦系数μ,可以认为最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等.现月球车对物体A一个水平向右的力,仍能保持物体A静止,则水平力的范围.
      答案解析
      类型: 解答题     难度系数:
    • 质量为m,带电量为+q的小物体在O点以初速度v0沿与水平成30°角方向射出.如图所示,物体在运动过程中,除重力外,还受到方向始终与初速度v0方向相反的力F的作用.
      (1)若F=mg,要使物体保持v
      0做匀速直线运动,可在某一方向加上一定大小的匀强电场,求此电场强度的大小和方向.
      (2)若F=2mg,且电场强度的大小与(1)中相同,仍要使物体沿v
      0方向做直线运动,那么该电场强度的可能方向如何?求出物体沿入射方向的最大位移和回到O点的最短时间及回到O点的速度大小?
      答案解析
      类型: 解答题     难度系数:
    • 如右图所示,质量为m的物体恰好能在倾角为α的斜面上匀速下滑,如在物体上施加一个力F使物体沿斜面匀速上滑,为了使得力F取最小值,这个力与斜面的倾斜角θ为多大?这个力的最小值是多少?(设斜面长l)
      答案解析
      类型: 解答题     难度系数:
    • 一个昆虫放在内表面半径R=10cm的球面形容器内,昆虫的脚与壁间的动摩擦因数μ=
      3
      3
      ,为使昆虫不爬出容器,容器的深度析h至少为多少?
      答案解析
      类型: 解答题     难度系数:
    • 如图所示,水平桌面上有一斜面,斜面上固定了一竖直挡板,在挡板与斜面间如图放置一圆柱体,圆柱与斜面、挡板之间均不存在摩擦.已知斜面倾角θ=37°,斜面质量M=2kg,圆柱体质量m=1kg,桌面与斜面体之间的滑动摩擦因数μ=0.1.
      (cos37°=0.8,重力加速度g=10m/s
      2)问:
      (1)当斜面处于静止状态时,求圆柱体对斜面压力的大小和方向.
      (2)现对斜面体施加一个水平向右的推力F使它们一起向右匀加速运动,为保证圆柱体不离开竖直挡板,求力F的最大值.
      答案解析
      类型: 解答题     难度系数:
    • 用两根绳子吊起一个重物,如图所示,如果AO、BO绳所能承受的最大拉力均是2.0×104N,(sin37°=0.6,sin53°=0.8)求:
      (1)吊起重物重力逐渐增大时,AO段和BO段哪根绳先断?(请作图判断,不须文字说明.)
      (2)该装置所能吊起的重物最重是多少?
      答案解析
      类型: 解答题     难度系数:
    • 高一某同学想测一段绳子所能承受的最大拉力,找来一个重为100N的物体,用这段绳子AB将物体悬挂在天花板上,并在绳子中某一点O处加一个水平力F缓慢拉动,如图所示,当绳子拉断时,OA与水平方向的夹角为θ=30°.问:
      (1)是绳子的OA段还是OB段被拉断了,简单说明理由?
      (2)这段绳子所能承受的最大拉力是多大?
      答案解析
      类型: 解答题     难度系数:
    • 在粗糙的水平地面上用绳子拉物体A运动,绳子与水平方向成α=37°角,如图所示.物体 A受到的重力G=110N.当绳子的拉力F=48N时,恰好物体A做匀速运动.(结果保留三位有效数字)求:
      (1)地面对物体A支持力N的大小;
      (2)物体A与地面间的动摩擦因数μ.
      答案解析
      类型: 解答题     难度系数:
    • 用三根轻绳将质量为m的物块悬挂在空中,如图所示.已知ac和bc与水平方向的夹角分别为60°和30°,则ac绳和bc绳中的拉力分别是多少?
      答案解析
      类型: 解答题     难度系数:
    • 如图所示,已知物体A重20N,A、B均处于静止状态,绳AC水平,绳CD与水平方向成37°角,CD绳上的拉力为10N.(sin37°=0.6,cos37°=0.8.取g=10m/s2.)求:
      (1)物体B重力的大小;
      (2)物体A受到的摩擦力的大小.
      答案解析
      类型: 解答题     难度系数:
    • 如图所示,质量为m、横截面为直角三角形的物块ABC,∠ACB=α,AC边紧靠在竖直墙面上,F是垂直于直角边AB的推力.现物块沿墙面匀速下滑,求物块对墙面的压力N及物块与墙面间的摩擦力f大小.
      答案解析
      类型: 解答题     难度系数:
    • 爱踢足球的阿光非常爱惜自己的足球,不用时总是用网兜把它挂起来(如图所示).假设墙壁是光滑的,足球的质量为m,悬绳与墙壁的夹角为α,网兜的质量不计.求悬绳对球的拉力和墙壁对球的支持力.
      答案解析
      类型: 解答题     难度系数:
    • 如图所示,质量为M=6kg的物体处于静止状态,OB细绳与水平方向夹角为37°.求:OA、OB两根细绳的拉力大小.(sin37°=0.6,cos37°=0.8)
      答案解析
      类型: 解答题     难度系数:
    • 如图所示,斜面固定在水平面上,倾角θ=37°,A物体的质量为mA=6kg,A与斜面间的最大静摩擦力是正压力的0.2倍,滑轮摩擦不计,g取10m/s2.若要保持A静止不动,B的质量最大是多少?最小是多少?
      答案解析
      类型: 解答题     难度系数:
    • 如图所示,质量为10kg的物体放在粗糙的斜面上,斜面倾角为300 时,物体恰好可以匀速下滑,求:(g=10m/s2
      (1)物体与斜面的动摩擦因数;
      (2)保持倾角不变,为使物体可以匀速上滑,需加多
      大的沿斜面向上的推力?
      答案解析
      类型: 解答题     难度系数:
    • 如图所示,质量为m1的物体甲通过三段轻绳悬挂,三段轻绳的结点为O.轻绳OB水平且B端与放置在水平面上的质量为m2的物体乙相连,轻绳OA与竖直方向的夹角 θ=37°,物体甲、乙均处于静止状态.(取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)求:
      (1)轻绳OA、OB受到的拉力是多大?
      (2)乙受到的摩擦力是多大?方向如何?
      (3)若物体乙的质量m
      2=4kg,物体乙与水平面之间的动摩擦因数为μ=0.3,则欲使物体乙在水平面上不滑动,物体甲的质量m1最大不能超过多少?
      答案解析
      类型: 解答题     难度系数:

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