18．如圖所示，在水平固定的粗糙橫桿PQ上套著一質(zhì)量為m的圓環(huán)，輕繩一端系在圓環(huán)上，另一端系在質(zhì)量為M的物塊上．現(xiàn)用水平力F拉繩上一點(diǎn)O，使圓環(huán)和物塊靜止于圖示位置，此時(shí)連接圓環(huán)段的輕繩與橫桿間的夾角為θ．重力加速度大小為g．求：
（1）連接圓環(huán)的輕繩的拉力T和水平力F的大小；
（2）圓環(huán)受到的支持力FN和摩擦力f的大�。�

分析 （1）O點(diǎn)處于靜止?fàn)顟B(tài)，受力平衡，對(duì)結(jié)點(diǎn)O受力分析，根據(jù)平衡條件求解T和F；
（2）整個(gè)系統(tǒng)為研究對(duì)象，根據(jù)平衡條件列式求解即可．

解答 解：（1）O點(diǎn)處于靜止?fàn)顟B(tài)，受力平衡，對(duì)結(jié)點(diǎn)O受力分析，根據(jù)平衡條件得：
Tcosθ=Mg，
F=Tsinθ，
解得：T=$\frac{Mg}{cosθ}$，F(xiàn)=Mgtanθ，
（2）再以整個(gè)系統(tǒng)為研究對(duì)象，水平方向上：圓環(huán)受到的摩擦力f=F=Mgtanθ，
豎直方向上：FN=（m+M）g
答：（1）連接圓環(huán)的輕繩的拉力T為$\frac{Mg}{cosθ}$，水平力F的大小為Mgtanθ；
（2）圓環(huán)受到的支持力為（m+M）g，摩擦力f的大小為Mgtanθ．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查了共點(diǎn)力平衡條件的直接應(yīng)用，要求同學(xué)們能選擇合適的研究對(duì)象并能正確受力分析，解題時(shí)注意幾何關(guān)系得應(yīng)用，難度適中．

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：解答題

8．圖1為驗(yàn)證牛頓第二定律的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖．圖中打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔用△t表示．在小車質(zhì)量M 未知的情況下，某同學(xué)設(shè)計(jì)了一種方法用來研究“在外力一定的條件下，物體的加速度與其質(zhì)量間的關(guān)系”．
（1）完成下列實(shí)驗(yàn)步驟中的填空：
①平衡小車所受的阻力：撤去砂和砂桶，調(diào)整木板右端的高度，用手輕撥小車，直到手離開小車后打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出一系列等間距的點(diǎn)．
②按住小車，在左端掛上適當(dāng)質(zhì)量的砂和砂桶，在小車中放入砝碼．
③打開打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源，釋放小車，獲得帶有點(diǎn)跡的紙帶，在紙帶上標(biāo)出小車中砝碼的質(zhì)量m．
④按住小車，改變小車中砝碼的質(zhì)量，重復(fù)步驟③．
⑤在每條紙帶上清晰的部分，每5個(gè)間隔標(biāo)注一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)（即兩個(gè)相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個(gè)點(diǎn)）．測量相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的間距s1，s2，…．求出與不同m相對(duì)應(yīng)的加速度a．
⑥以砝碼的質(zhì)量m為橫坐標(biāo)，$\frac{1}{a}$為縱坐標(biāo)，在坐標(biāo)紙上做出$\frac{1}{a}$-m關(guān)系圖線．若加速度與小車和砝碼的總質(zhì)量成反比，則$\frac{1}{a}$與m應(yīng)成線性關(guān)系（填“線性”或“非線性”）．
（2）完成下列填空：
①本實(shí)驗(yàn)中，為了保證在改變小車中砝碼的質(zhì)量時(shí)，小車所受的拉力近似不變，懸掛砂和砂桶的總質(zhì)量應(yīng)滿足的條件是砂和砂桶的總質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)小于小車和砝碼的總質(zhì)量．
②如圖2所示是該同學(xué)在某次實(shí)驗(yàn)中利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的一條紙帶，A、B、C、D是該同學(xué)在紙帶上選取的連續(xù)四個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)．該同學(xué)用刻度尺測出AC間的距離為SⅠ，測出BD間的距離為SⅡ．a(chǎn)可用SⅠ、SⅡ和△t（打點(diǎn)的時(shí)間間隔）表示為a=$\frac{{S}_{Ⅱ}-{S}_{Ⅰ}}{2（5△t）^{2}}$．
③圖3為所得實(shí)驗(yàn)圖線的示意圖．設(shè)圖中直線的斜率為k，在縱軸上的截距為b，則小車受到的拉力為$\frac{1}{k}$，小車的質(zhì)量為$\frac{k}$．

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

9．兩段材料不同、粗細(xì)均勻的圓柱形電阻絲，它們的電阻率之比為1：2，長度之比為2：1，截面半徑之比為1：2，則它們的電阻之比為（　�。�
A．1：2B．2：1C．1：4D．4：1

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

6．如圖所示，一個(gè)內(nèi)壁光滑的圓錐面，軸線OO′是豎直的，頂點(diǎn)O在下方，錐角為2θ，若有兩個(gè)相同的小球A與B（均視為質(zhì)點(diǎn)）在圓錐的內(nèi)壁上沿不同的軌道做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則有（　�。�
A．若以頂點(diǎn)O為勢能零點(diǎn)，則A與B的機(jī)械能相同
B．A與B的運(yùn)動(dòng)的角速度相同
C．錐壁對(duì)A與B的支持力大小相等
D．A與B兩球的向心加速度aA=aB

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

13．如圖所示，在坐標(biāo)系第一象限0≤x≤2L范圍內(nèi)存在垂直紙面向里的非勻強(qiáng)磁場．磁感應(yīng)強(qiáng)度Bx=B0+kx，B0為一定值，k為常數(shù)．寬為L的長方形線框沿x軸正向勻速通過磁場，t=0時(shí)刻恰好位于圖示位置．規(guī)定導(dǎo)線框中感應(yīng)電流沿逆時(shí)針方向時(shí)為正．則感應(yīng)電流i與時(shí)間t的關(guān)系，圖線可能正確的是（　�。�
A．B．C．D．

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

5．質(zhì)量為m的小球從靜止開始沿長為L的斜面從頂端滑到底端，小球做勻速加速直線運(yùn)動(dòng)，小球滑到底端的速度為v，經(jīng)歷的時(shí)間為t，則（　　）
A．小球滑動(dòng)$\frac{L}{2}$處所用的時(shí)間為$\frac{t}{2}$B．小球滑動(dòng)$\frac{L}{2}$處所用的時(shí)間為$\frac{\sqrt{2}}{2}$t
C．小球滑動(dòng)$\frac{t}{2}$時(shí)的速度為$\frac{v}{2}$D．小球滑動(dòng)$\frac{t}{2}$時(shí)的速度為$\frac{\sqrt{2}v}{2}$

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

12．某光滑桌面上，整齊疊放著n本質(zhì)量均為m的同種新書，處于靜止?fàn)顟B(tài)，書本之間的摩擦因數(shù)均為μ、寬度為L，書本正前方有一固定的豎直擋板（厚度不計(jì)），書本到擋板距離為2L，如圖所示為側(cè)視圖．在水平向右的力F作用下，所有書本無相對(duì)滑動(dòng)，一起向右運(yùn)動(dòng)．當(dāng)上面書本撞擊擋板后便立即停止運(yùn)動(dòng)，直至下面書本全部通過擋板下方區(qū)域后，才掉落至桌面，且上面書本碰撞擋板前后對(duì)下面書本的壓力保持不變（不考慮書本形變）．已知重力加速度為g，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力大小，所有運(yùn)動(dòng)均為一維直線運(yùn)動(dòng)．則；
（1）若n=7，力F作用于第7本書上，大小為3μmg，求書本與擋板碰撞時(shí)的速度大小；
（2）若n=7，力F作用于第3本書上，求書本向右運(yùn)動(dòng)的最大加速度大�。�
（3）若力F作用于第k（k＜m）本書，書本以最大加速度加速碰撞擋板，調(diào)節(jié)擋板高度使得碰撞后上方k本書停止運(yùn)動(dòng)，試討論下方書本能否穿出擋板及穿出后書本的速度大�。�

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

9．如圖所示，已知電源電動(dòng)勢E=18V，內(nèi)阻r=1Ω，當(dāng)接入固定電阻R=2Ω時(shí)，電路中標(biāo)有“4V，8W”的燈泡L和內(nèi)阻RD=1Ω的小型直流電動(dòng)機(jī)D都恰能正常工作．試求：
（1）電路中的電流大��；
（2）電動(dòng)機(jī)的額定電壓；
（3）電動(dòng)機(jī)的輸出功率．

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

10．如圖，一固定斜面上兩個(gè)質(zhì)量均為m的小物塊A和B緊挨著勻速下滑，A、B與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，斜面傾角為a，則木塊A、B之間的彈力為多少（　　）
A．$\frac{1}{3}$mgsinαB．$\frac{2}{3}$mgsinαC．0D．mgsina

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