第二章物体的平衡

1第二章物体的平衡第一节物体受力情况分析1:力是物体间的相互作用，按力的性质分：由物体间相互接触而产生的力有_______、_____；通过场来实现的作用力有_____________________-。2:如图1—2—1所示，A物体放在B物体上，已知A、B所受重力为GA=GB=60N，A与B、B与水平面间的动摩擦因数均是o．2，当水平拉力F＝＿＿＿＿＿N时，A、B可在水面上匀速运动，此时A受到的摩擦力等于＿＿＿＿N，如在匀速运动时突然撤去F，则此时B受到的摩擦力大小为＿＿N方向向＿＿＿＿3：关于弹力和摩擦力，下列各叙述中正确的是()(A)弹簧在弹性限度内弹力跟弹簧伸长(或缩短)的长度成正比．(B)滑动摩擦力大小一般用f=μN求得；静摩擦力的大小可按牛顿第二定律求得(C)物体问有弹力作用则必有摩擦力作用(D)物体间有摩擦力作用则必有弹力作用。4：如图1—2—2，光滑球放在斜面和竖直挡板之间，分析球受的力。如果撤去挡板，再分析撤去挡板瞬间球受的力。5：如图1—2—3，物体质量为m，在F推力作用下沿竖直粗糙墙壁向下运动，分析m受的力。6：如图1—2—4，一端封闭的玻璃管重为G，倒插在水银槽中，封闭端封有气体，玻璃管由绳子吊起处于静止状态。试分析玻璃管的受力。(设外界大气压为P0，内部气体的压强为P，玻璃管截面积为S)7：如图1—2—5，在固定斜面上，一小车和放置在水平车顶的物块相对静止一起沿斜面向下加速运动，试分析物块受的力。第二节共点力作用下物体的平衡(一)1：如图－2－6放在粗糙水平面上的物体同时受到两个方向相反的水平力F1＝8N和F2＝3N的作用，处于静止状态。若撤去F1，则物体所受的合力为＿＿＿＿。2：如图1—2—7所示，物块质量m＝2．5kg通过轻绳和弹簧秤钩子相连，弹簧秤固定于左边墙壁，木板质量M=5kg，置于水平地面和物块之间，当用水平力F＝11N拉M匀速向右运动时，弹簧秤示数为5N，则m与M之间的动摩擦因数μ1＝＿＿＿＿平地面之间的动摩擦因数μ2＝＿＿＿＿＿3：在相距4m的两根竖直的柱子上拴一根5m．长的轻绳，轻绳的两端点的高度差为h，绳上挂一个18N的重物，挂钩可在绳子上无摩擦滑动，如图1-2—8，当重物静止时，求：(1)绳子所受的张力；(2)张力与h的关系如何?4:如图1—2—9所示，半径为R、重为G的均匀圆柱体靠竖直墙放置，下方有一厚度为h的正方形木块，不计一切摩擦，则用至少多大的水平力推木块才能使圆柱体离开地面?5:(讨论题)水平面上置一物体，在水平力F作用下匀速运动，如图l—2—10，现改变F力的大小，又使F的方向和水平方向的夹角自00增至900，而物体仍做匀速运动，讨论F力大小的变化情况。2共点力作用下物体的平衡(二)1:如图1-2-11所示，氢气球重2N，空气对它的浮力为18N，拴气球的轻绳与光滑竖直墙壁之间的夹角为370，则绳所受的拉力T＝＿＿＿＿N，球对墙壁的压力N=＿＿＿＿N。2：如图1-2－12所示，倾角为370的斜面B和物块A叠放在粗糙的水平地面上，质量分别为MA=5kg，MB=10kg。当用F＝30N的力沿斜面向上拉A时仍保持静止，则此时A、B间的摩擦力为＿＿＿N，B与地面之的摩擦力＿＿＿N3：如图1—2－13所示，质量为4kg的物体置于倾角为300的粗糙斜面上，受到一个大小恒为11N的力F的作用，当F力与斜面的夹角θ从00增大到l800的过程中，物体始终保持静止状态。则在此过程中物体所受的摩擦力大小的变化范围是＿＿＿＿。4：如图1-2—14所示，有两个轻质小环A、B套在光滑固定的水平杆上，两环间距为a,用总长为L的轻质橡皮条分别连接两环(a＜L＜2a)，力F竖直向上拉使橡皮条拉成一个与杆围成边长为a的正三角形，在两环上分别各施加大小相等的作用力使环静止，关于此力，下列说法正确的是（）(A)此力若沿橡皮条方向，大小应为F33(B)此力若垂直于橡皮条方向，大小应为F33(C)此力若沿杆的方向，大小应为63F(D)此力最小值为123F5：如图1－2—15，斜面体A可以在水平面上元摩擦滑动，倾角为θ，柱体B压在A上，并能在竖直方向上无摩擦运动，B的质量为M，A的质量不计，A、B间动摩擦因数为μ，现用水平力F推A，使B匀速上升，求F力的大小。又当μ为何值，时，B将无法匀速上升？第三节有固定转动轴物体的平衡1：水平面上放置一斜面，均匀杆AB的一端铰接于O点，另一端搁在斜面上，现用水平力推斜面使之向左运动，如图1-2-16，则AB杆的运动是＿＿＿＿，斜面的运动是＿＿，杆上任一点做＿＿＿。2：如图1-2—17所示，均匀杆AB，A点由光滑铰链连接于水平地面，B端悬挂一个重mg的物体，CB为轻绳，处于水平，如果杆的重量不计，绳受的拉力为＿＿＿，如果杆重力Mg，绳子受的拉力为_______3:如图1-2—18所示，两根质量分布均匀的光滑细棒AB、CD，各重G1、G2，两棒底部都用转动轴固定在水平面上。AB棒的A端恰好搭在CD棒的中点，AB棒与地面成300角；CD棒与地面成600角，它的C端作用着一与棒垂直的拉力F整个系统处于静止，则F应为___________4:如图1—2—19所示，均匀杆每米所受重力为30N，O点为固定转动轴，距O点2m处挂一个重G＝75N的物体，在杆的另一端施一竖直向上的力F。当杆多长时，可使杆平衡的力F取值最小?最小值是多少?5：质量m=2kg的小铁块静止于水平导轨AB的A端。导轨和支架ABCD形状、尺寸如图1－2—20所示，它可绕C点转动，其重心在O点，质量M=4kg，现用一细线沿导轨拉铁块，拉力F=12N。铁块和导轨之间的动摩擦因数μ＝0．5，g取10m／s2，从铁块运动时起，导轨和支架能保持静止的时间是多少?3本章测试题1：A、B两球的质量均为m，用两根长为L的细线悬挂在0点，两球之间夹着劲度系数为k的轻质弹簧，静止时两根细线之间夹角为θ，如图l—2—33所示，则弹簧被压缩的长度为＿＿＿＿。2：图l—2—34所示，水平硬杆AB，A端固定在小车车厢左壁上，B端悬挂一个质量为m的小球，当小车处于平衡状态时，悬线拉力对A点的力矩为M，当小车以加速度向右做匀加速直线时，悬线拉力的大小等于＿＿＿＿＿，悬线拉力对A点的力矩＿＿＿＿（“大于”、“小于”或“等于”)M。3：如图1－2－35所示，将重力G的均匀木杆的一端有光滑的铰链固定于墙上的B点，另一端放在光滑半柱面上A点。A点到水平地面的高度为h，木杆呈水平；半柱体的圆半径为R且R＝2h，系统静止。此时半柱体底面与粗糙水平地面间的静摩擦力为＿＿＿＿＿。4：水平横梁的一端插在墙壁内，另一端装有一个光滑小滑轮B，轻绳的一端C固定于竖直墙壁，另一端跨过滑轮后悬挂一个质量为2kg的重物，如图l—2—36所示，a=300，则滑轮受到绳子的作用力为_________N。(g取10m／s2)5：如图1—2—37所示，OA、AB杆长度相等、质量均为m，各自都能绕O或A转动轴转动，若要使二杆均水平平衡，则在竖直方向所加的一个外力大小为____________。6:如图1-2—38所示，一均匀木板AB长12m，重200N，距A端3m处有一固定转轴0，另一端以绳悬挂使板呈水平态，绳和木板间成300角，绳子承受的最大拉力为200N重600N的人在距A端＿＿＿m范围内行走是安全的。二、选择题7：如图l-2—39所示，质量均匀分布的杆A0，长为R。绳的一端悬挂一个重物G，另一端连于0点。A点有光滑铰链且位于圆弧形墙壁的底端，圆弧形墙的半径为R。现用一长为R的轻绳OC拉住杆A0，另一端固于墙上。在C点逐渐向上沿圆弧cB移动过程中，0C绳所受拉力的大小变化情况是()(A)逐渐增大(B)逐渐减小(C)先增大后减小(D)先减小后增大8：用一根粗细不均匀的木杆做成杆秤，则下列说法正确的是(A)该秤的刻度是均匀的(B)零刻度线和杆的重心可以在同一处(略去秤钩的重量)(C)不论如何定零刻度位置，换一只质量是原配秤砣两倍的秤砣，读数为用原配秤砣时读数的一半(D)把木杆沿杆的重心断成两段，两段木杆的质量是相等的9：如图1－2—40所示，三个质量和形状都相同的光滑圆柱体，它们的重心位置不同，搁在二个等高的直角支架上，为了表述方便，将它们的重心画在同一图上，重心位置分别用1、2、3标出，设N1、N2、N3分别为三个圆柱对支架的压力则()(A)N1＝N2＝N3(B)N1N2N3(C)NlN2N3(D)N1＝N2N，10：如图1—2—41所示是南方少数民族常用的一种春米工具，O是固定转动轴，重锤A，脚踩在左端B处，可以使重锤升高，放开脚重锤落下打击稻谷，若脚用力方向始终竖直向下且转动保持平衡状态，则在重锤升起过程中，脚踩B端的力F和力矩M将()(A)F增大，M增大(B)F先增大后减少，M不变(C)F不变，M先增大后减小(D)F不变，M先减小后增大11：如图1—2—42所示，光滑的竖直墙上用撑杆OA把质量为m的物体撑住。今在物体上再放一个质量为Δm的小物体，物体仍保持静止，这时撑杆与物体间的弹力N和静摩擦力f大小的变化情况是()(A)N将增大(B)N将减小(C)f不变(D)f将增大412：如图1－2－43所示，三根轻绳结于O点，并分别与轻铝质套A、B和重物C连接，A、B套在水平横杆上，整个系统处于静止状态，则下列说法正确的是（）(A)杆对A、B环的支持力相等(B)杆对A、B的摩擦力大小相等（C）杆对A环的作用力大于杆对B环的作用力(D)若逐渐增加物体的质量，则A环先滑动三、计算题13：如图1-2-44所示，均匀水平杆OB重为G，左端O为固定在墙上的转动轴。用跨过定滑轮P的细绳左端系在杆的中点A，右端系在杆的B端，BP竖直向上，AP与水平方向的夹角为300。滑轮被竖直绳CP和水平绳PD系住，求跨过滑轮的细绳所受的拉力T及PD绳受的拉力T。14：一个质量为m＝50kg的均匀圆柱体放在台阶旁边，如图1－2－45，台阶的高h是圆柱体半径r的一半，柱体与台阶接触处P是足够粗糙的，现要在图中柱体的最上方A处施一最的力，使柱体刚能开始以P为轴向台阶上滚，求：(1)所加的力的大小；(2)台阶对柱体的作用力的大小。15：科技小组学生为测定塑料杆和橡皮之间的动摩擦因数，把橡皮布包在轮的最外面，轮和轴能绕轴心0一起转动，轮轴质量不计且转动时无摩擦，如图1－2—46所示，轮半径为R，轴的半径为r，水平塑料杆CA能绕C自由转动，在A处挂有质量为m的砝码，B处压在轮的边缘和橡皮布接．触，当轴上绕有松绳，绳子下端挂一质量为m的砝码时恰能使m匀速下降，试求塑料杆和橡皮布之间的动摩擦因数。16：一斜坡倾角为θ，两人一推一拉使重物匀速上坡，如图1－2—47所示，其中推力平行于斜坡，拉力和坡面夹角为α，两人用力大小都是F，重物与斜坡间的动摩擦因数μ=33求拉力F与坡面之间的夹角α为多大时最省力?这时F力为多大。(重物重量为G)17：两本书A和B如图1-2—48所示，逐页交叉后叠放在一起平放在光滑的水平桌面上，设每页书的质量为5g，每本书均为200页，纸与纸之间的动摩擦因数为0．2，g取10m／s2，问至少要用多大水平力才能将它们拉开?