如圖所示,輕桿一端固定一個光滑小球,桿的轉(zhuǎn)動軸O點固定在豎直墻上(桿可繞O點在豎直平面內(nèi)無摩擦轉(zhuǎn)動),小球同時擱置在光滑斜面上,桿與豎直墻面夾角為α,斜面傾角為β.初始時α<β且(α+β)<90°.為使斜面能在光滑地面上保持勻速運動(小球不離開斜面),作用在斜面上的水平外力F的大小以及輕桿受力T的大小變化,下列判斷正確的是


  1. A.
    F逐漸增大,T逐漸減小
  2. B.
    F逐漸增大,T先減小后增大
  3. C.
    F逐漸增大,T先增大后減小
  4. D.
    F逐漸減小,T逐漸增大
B
分析:先對小球受力分析,根據(jù)共點力平衡條件列式求出支持力和桿的彈力的表達(dá)式;再對斜面體受力分析,根據(jù)共點力平衡條件求出地面支持力和推力的表達(dá)式,最后分析討論.
解答:對小球受力分析,受到重力mg、支持力N和桿的支持力T,如圖

根據(jù)共點力平衡條件,有==
解得
N=mg=
T=mg
對斜面體受力分析,受到推力F、重力Mg、支持力FN和壓力N,如圖

根據(jù)共點力平衡條件,有
Nsinβ=F
解得
F=Nsinβ=mg=
故隨著α的增大,T先減小后增大,F(xiàn)增大
故選B.
點評:本題關(guān)鍵是先對小球受力分析,再對斜面體受力分析,然后根據(jù)平衡條件,運用合成法列式求解出各個力的表達(dá)式,再進(jìn)行討論.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

在彈性限度內(nèi),彈簧彈力的大小與彈簧伸長(或縮短)的長度的比值,叫做彈簧的勁度系數(shù).為了測量一輕彈簧的勁度系數(shù),某同學(xué)進(jìn)行了如下實驗設(shè)計:如圖所示,將兩平行金屬導(dǎo)軌水平固定在豎直向下的勻強磁場中,金屬桿ab與導(dǎo)軌接觸良好,水平放置的輕彈簧一端固定于O點,另一端與金屬桿連接并保持絕緣.在金屬桿滑動的過程中,彈簧與金屬桿、金屬桿與導(dǎo)軌均保持垂直,彈簧的形變始終在彈性限度內(nèi),通過減小金屬桿與導(dǎo)軌之間的摩擦和在彈簧的形變較大時讀數(shù)等方法,使摩擦對實驗結(jié)果的影響可忽略不計.
若已知導(dǎo)軌間的距離為d,勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B,正確連接電路后,閉合開關(guān),使金屬桿隨擋板緩慢移動,當(dāng)移開擋板且金屬桿靜止時,測出通過金屬桿的電流為I1,記下金屬桿的位置,斷開開關(guān),測出彈簧對應(yīng)的長度為x1;改變滑動變阻器的阻值,再次讓金屬桿靜止時,測出通過金屬桿的電流為I2,彈簧對應(yīng)的長度為x2,則彈簧的勁度系數(shù)k=
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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)如圖所示,一質(zhì)量為m的小球套在光滑豎直桿上,輕質(zhì)彈簧一端固定于O點,另一端與該小球相連.現(xiàn)將小球從A點由靜止釋放,沿豎直桿運動到B點,已知OA長度小于OB長度,彈簧處于OA、OB兩位置時彈力大小相等.在小球由A到B的過程中( 。
A、加速度等于重力加速度g的位置有兩個B、彈簧彈力的功率為零的位置有兩個C、彈簧彈力對小球所做的正功等于小球克服彈簧彈力所做的功D、彈簧彈力做正功過程中小球運動的距離等于小球克服彈簧彈力做功過程中小球運動的距離

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科目:高中物理 來源: 題型:閱讀理解

精英家教網(wǎng)(1)在彈性限度內(nèi),彈簧彈力的大小與彈簧伸長(或縮短)的長度的比值,叫做彈簧的勁度系數(shù).為了測量一輕彈簧的勁度系數(shù),某同學(xué)進(jìn)行了如下實驗設(shè)計:如圖所示,將兩平行金屬導(dǎo)軌水平固定在豎直向下的勻強磁場中,金屬桿ab與導(dǎo)軌接觸良好,水平放置的輕彈簧一端固定于O點,另一端與金屬桿連接并保持絕緣.在金屬桿滑動的過程中,彈簧與金屬桿、金屬桿與導(dǎo)軌均保持垂直,彈簧的形變始終在彈性限度內(nèi),通過減小金屬桿與導(dǎo)軌之間的摩擦和在彈簧形變較大時讀數(shù)等方法,使摩擦對實驗結(jié)果的影響可忽略不計.
請你按要求幫助該同學(xué)解決實驗所涉及的兩個問題.
①幫助該同學(xué)完成實驗設(shè)計.請你用低壓直流電源(精英家教網(wǎng))、滑動變阻器(精英家教網(wǎng))、電流表(精英家教網(wǎng))、開關(guān)(精英家教網(wǎng))設(shè)計一電路圖,畫在圖中虛線框內(nèi),并正確連在導(dǎo)軌的C、D兩端.
②若已知導(dǎo)軌間的距離為d,勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B,正確連接電路后,閉合開關(guān),使金屬桿隨擋板緩慢移動,當(dāng)移開擋板且金屬桿靜止時,測出通過金屬桿的電流為I1,記下金屬桿的位置,斷開開關(guān),測出彈簧對應(yīng)的長度為x1;改變滑動變阻器的阻值,再次讓金屬桿靜止時,測出通過金屬桿的電流為I2,彈簧對應(yīng)的長度為x2,則彈簧的勁度系數(shù)k=
 

(2)氣墊導(dǎo)軌(如圖甲)工作時,空氣從導(dǎo)軌表面的小孔噴出,在導(dǎo)軌表面和滑塊內(nèi)表面之間形成一層薄薄的空氣層,使滑塊不與導(dǎo)軌表面直接接觸,大大減小了滑塊運動時的阻力.為了驗證動量守恒定律,在水平氣墊導(dǎo)軌上放置兩個質(zhì)量均為a的滑塊,每個滑塊的一端分別與穿過打點計時器的紙帶相連,兩個打點計時器所用電源的頻率均為b.氣墊導(dǎo)軌正常工作后,接通兩個打點計時器的電源,并讓兩滑塊以不同的速度相向運動,兩滑塊相碰后粘在一起繼續(xù)運動.圖乙為某次實驗打出的、點跡清晰的紙帶的一部分,在紙帶上以同間距的6個連續(xù)點為一段劃分紙帶,用刻度尺分別量出其長度s1、s2和s3.若題中各物理量的單位均為國際單位,那么,碰撞前兩滑塊的動量大小分別為
 
、
 
,兩滑塊的總動量大小為
 
;碰撞后兩滑塊的總動量大小為
 
.重復(fù)上述實驗,多做幾次.若碰撞前、后兩滑塊的總動量在實驗誤差允許的范圍內(nèi)相等,則動量守恒定律得到驗證.
精英家教網(wǎng)

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)如圖所示,一質(zhì)量為m的小球套在光滑豎直桿上,輕質(zhì)彈簧一端固定于O點,另一端與該小球相連,小球在A處時彈簧處于壓縮狀態(tài).現(xiàn)將小球從A點由靜止釋放,沿豎直桿運動到B點,已知OA長度小于OB長度,彈簧處于OA、OB兩位置時彈力大小相等.在小球由A到B的過程中( 。
A、加速度大小等于重力加速度g的位置有兩個B、小球運動到與O點等高的位置時,彈簧彈力的功率不為零C、彈簧彈力對小球先做正功再做負(fù)功D、小球到達(dá)B點時的速度一定為零

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)如圖所示,質(zhì)量為m的小球套在傾斜放置的固定光滑桿上,一根輕質(zhì)彈簧一端固定于O點,另一端與小球相連,彈簧與桿在同一豎直平面內(nèi),將小球沿桿拉到彈簧水平位置由靜止釋放,小球沿桿下滑,當(dāng)彈簧位于豎直位置時,小球速度恰好為零,此時小球下降的豎直高度為h,若全過程中彈簧始終處于伸長狀態(tài)且處于彈性限度范圍內(nèi),下列說法正確的是( 。
A、彈簧與桿垂直時,小球速度最大B、彈簧與桿垂直時,小球的動能與重力勢能之和最大C、小球下滑至最低點的過程中,彈簧的彈性勢能增加量小于mghD、小球下滑至最低點的過程中,彈簧的彈性勢能增加量等于mgh

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