題目列表(包括答案和解析)
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一個(gè)有一定厚度的圓盤(pán)，可以繞通過(guò)中心垂直于盤(pán)面的水平軸轉(zhuǎn)動(dòng)，用下面的方法測(cè)量它勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的角速度。
實(shí)驗(yàn)器材：電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、米尺、紙帶、復(fù)寫(xiě)紙片。
實(shí)驗(yàn)步驟：
（1）如圖1所示，將電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在桌面上，將紙帶的一端穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔后，固定在待測(cè)圓盤(pán)的側(cè)面上，使得圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，紙帶可以卷在圓盤(pán)側(cè)面上。
（2）啟動(dòng)控制裝置使圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)接通電源，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器開(kāi)始打點(diǎn)。
（3）經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，停止轉(zhuǎn)動(dòng)和打點(diǎn)，取下紙帶，進(jìn)行測(cè)量。
① 由已知量和測(cè)得量表示的角速度的表達(dá)式為ω= 。式中各量的意義是：
.
② 某次實(shí)驗(yàn)測(cè)得圓盤(pán)半徑r=5.50×10-2m，得到紙帶的一段如圖2所示，求得角速度為 。
（1） （2）6.8/s。 |
一、選擇題（本題共10小題，每題4分，共40分）
1．解析：當(dāng)θ較小時(shí)物塊與木板間的摩擦力為靜摩擦力，摩擦力大小與物塊重力沿板方向的分力大小相等，其大小為：題(一)%20各種性質(zhì)的力和物體的平衡.files/image170.gif)
，按正弦規(guī)律變化；當(dāng)θ較大時(shí)物塊與木板間的摩擦力為滑動(dòng)摩擦力，摩擦力大小為：題(一)%20各種性質(zhì)的力和物體的平衡.files/image172.gif)
，按余弦規(guī)律變化，故選B．答案：B
2.解析：物體緩慢下降過(guò)程中，細(xì)繩與豎直方向的夾角θ不斷減小，可把這種狀態(tài)推到無(wú)限小，即細(xì)繩與豎直方向的夾角為零；由平衡條件可知題(一)%20各種性質(zhì)的力和物體的平衡.files/image174.gif)
時(shí)，題(一)%20各種性質(zhì)的力和物體的平衡.files/image176.gif)
，題(一)%20各種性質(zhì)的力和物體的平衡.files/image178.gif)
，所以物體緩慢下降過(guò)程中，F(xiàn)逐漸減小，F(xiàn)f逐漸減小。故選D。
3． 題(一)%20各種性質(zhì)的力和物體的平衡.files/image179.gif)
解析： 由于二者間的電場(chǎng)力是作用力與反用力，若以
B為研究對(duì)象，絕緣手柄對(duì)B球的作用力未知，陷入困境，
因此以A為研究對(duì)象。設(shè)A帶電量為q，B帶電量為Q，
AB間距離為a,OB間距離為h ,由庫(kù)侖定律得
題(一)%20各種性質(zhì)的力和物體的平衡.files/image181.gif)
，由三角形OAB得題(一)%20各種性質(zhì)的力和物體的平衡.files/image183.gif)
，以B球?yàn)檠芯繉?duì)象，
受力如圖3所示，由平衡條件得題(一)%20各種性質(zhì)的力和物體的平衡.files/image185.gif)
，由以上三式
得題(一)%20各種性質(zhì)的力和物體的平衡.files/image187.gif)
，
所以題(一)%20各種性質(zhì)的力和物體的平衡.files/image189.gif)
，故正確選項(xiàng)為D。
4．題(一)%20各種性質(zhì)的力和物體的平衡.files/image190.gif)
解析：設(shè)兩三角形滑塊的質(zhì)量均為m，對(duì)整體有：題(一)%20各種性質(zhì)的力和物體的平衡.files/image192.gif)
滑塊B受力如圖所示，則對(duì)B有：題(一)%20各種性質(zhì)的力和物體的平衡.files/image194.gif)
，題(一)%20各種性質(zhì)的力和物體的平衡.files/image196.gif)
可解得： 題(一)%20各種性質(zhì)的力和物體的平衡.files/image135.gif)
5．解析：在增加重力時(shí)，不知哪根繩子先斷.故我們選擇O點(diǎn)為研究對(duì)象，先假設(shè)OA不會(huì)被拉斷，OB繩上的拉力先達(dá)最大值，則：題(一)%20各種性質(zhì)的力和物體的平衡.files/image199.gif)
，由拉密定理得：
題(一)%20各種性質(zhì)的力和物體的平衡.files/image201.gif)
解得：題(一)%20各種性質(zhì)的力和物體的平衡.files/image203.gif)
，OA將被拉斷.前面假設(shè)不成立.
再假設(shè)OA繩子拉力先達(dá)最大值，題(一)%20各種性質(zhì)的力和物體的平衡.files/image205.gif)
，此時(shí)，由拉密定理得：
題(一)%20各種性質(zhì)的力和物體的平衡.files/image207.gif)
解得：題(一)%20各種性質(zhì)的力和物體的平衡.files/image209.gif)
，故OB將不會(huì)斷.
此時(shí)，題(一)%20各種性質(zhì)的力和物體的平衡.files/image211.gif)
,故懸掛重物的重力最多只能為題(一)%20各種性質(zhì)的力和物體的平衡.files/image139.gif)
，所以C正確，答案C。
6．解析：物體受力平衡時(shí)，無(wú)論如何建立直角坐標(biāo)系，兩個(gè)方向上的合力均為零。若以O(shè)A和垂直于OA方向建立坐標(biāo)系，可以看出該力沿F1方向，A物體不能平衡；以水平和豎直方向建立坐標(biāo)系，F4不能平衡。因此選BC，答案：BC
7．解析：由平衡知識(shí)可得，繩中拉力FT的大小不變，總等于物A的重力；假設(shè)汽車(chē)在滑輪的正下方，則繩中拉力FT的水平分量為零，此時(shí)汽車(chē)對(duì)地面的壓力FN最小，汽車(chē)受到的水平向右的的摩擦力Ff為零；當(dāng)汽車(chē)距滑輪下方為無(wú)窮遠(yuǎn)處時(shí)，繩中拉力FT的豎直分量為零，汽車(chē)對(duì)地面的壓力FN最大，汽車(chē)受到的水平向右的的摩擦力Ff最大，故選B．答案：B
8．解析：本題“濾速器”即速度選擇器，工作條件是電場(chǎng)力與洛侖茲力平衡，即qvB=qE，所以v=E/B。顯然“濾速器”只濾“速”，與粒子電性無(wú)關(guān)，故可假設(shè)粒子電性為正，若a板電勢(shì)較高，則電場(chǎng)力方向指向b板，洛侖茲力應(yīng)指向a板方可滿(mǎn)足條件，由左手定則可得選項(xiàng)A是正確的；若a板電勢(shì)較低，同理可得選項(xiàng)D是正確的。答案：AD。
9．解析：若AB逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，則A對(duì)皮帶的靜摩擦力向左、B對(duì)皮帶的靜摩擦力向右才能將上方皮帶拉緊，因此皮帶相對(duì)A輪有向右運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，A為從動(dòng)輪，B正確；同理，D項(xiàng)正確。答案：BD。
10．D解析：對(duì)物體受力分析，作出力的矢量三角形，就可解答。
二、填空和實(shí)驗(yàn)題
11．Mg 將第２、3塊磚看成一個(gè)整體。由于對(duì)稱(chēng)性，第1、4塊磚對(duì)2、3整體的摩擦力必定相同，且二者之和等于2、3整體的重力。所以第２與第１塊磚的摩擦力大小為mg。
12.微粒在重力、電場(chǎng)力和洛侖茲力作用下處于平衡狀態(tài)，受力分析如圖，可知，
題(一)%20各種性質(zhì)的力和物體的平衡.files/image213.jpg)
題(一)%20各種性質(zhì)的力和物體的平衡.files/image215.gif)
題(一)%20各種性質(zhì)的力和物體的平衡.files/image217.gif)
得電場(chǎng)強(qiáng)度題(一)%20各種性質(zhì)的力和物體的平衡.files/image219.gif)
，磁感應(yīng)強(qiáng)度題(一)%20各種性質(zhì)的力和物體的平衡.files/image221.gif)
13．探究一個(gè)規(guī)律不應(yīng)該只用特殊的來(lái)代替一般。所以本實(shí)驗(yàn)中兩個(gè)分力的大小應(yīng)不相等，所以橡皮條也就不在兩繩夾角的平分線(xiàn)上，而兩繩的長(zhǎng)度可以不等。所以A、B不對(duì)。實(shí)驗(yàn)要求作用的效果要相同，因此O點(diǎn)的位置不能變動(dòng)。因此D不對(duì)。實(shí)驗(yàn)中合力的大小應(yīng)是量出來(lái)而不是算出來(lái)的，所以F不對(duì)。答案：C。
14．(1)因紙質(zhì)量較小，兩者間摩擦力也小，不易測(cè)量。紙貼在木板上，可增大正壓力，從而增大滑動(dòng)摩擦力，便于測(cè)量。
（2）①參考方案：只要將測(cè)力計(jì)的一端與木塊A相連接，測(cè)力計(jì)的另一端與墻壁或豎直擋板之類(lèi)的固定物相連．用手通過(guò)輕繩拉動(dòng)木板B，讀出并記下測(cè)力計(jì)的讀數(shù)F，測(cè)出木塊A的質(zhì)量m.
②題(一)%20各種性質(zhì)的力和物體的平衡.files/image223.gif)
③彈簧測(cè)力計(jì)
三、計(jì)算題
15．解：當(dāng)水平拉力F＝0時(shí)，輕繩處于豎直位置時(shí)，繩子張力最小T1=G
題(一)%20各種性質(zhì)的力和物體的平衡.files/image224.jpg)
當(dāng)水平拉力F＝題(一)%20各種性質(zhì)的力和物體的平衡.files/image226.gif)
因此輕繩的張力范圍是G≤≤題(一)%20各種性質(zhì)的力和物體的平衡.files/image228.gif)
（2）設(shè)在某位置球處于平衡位置由平衡條件得題(一)%20各種性質(zhì)的力和物體的平衡.files/image229.gif)
所以題(一)%20各種性質(zhì)的力和物體的平衡.files/image231.gif)
即題(一)%20各種性質(zhì)的力和物體的平衡.files/image233.gif)
，得圖象如圖所示。
16．解析：(1)當(dāng)S接1時(shí)，棒剛好靜止，則MN所受的安培力方向豎直向上，由左手定則可知，磁場(chǎng)的方向垂直紙面向里。
(2)設(shè)導(dǎo)軌的間距為L(zhǎng)，MN棒的的質(zhì)量為m。當(dāng)S接1時(shí)，導(dǎo)體棒剛好靜止，則
mg=題(一)%20各種性質(zhì)的力和物體的平衡.files/image235.gif)
設(shè)最終穩(wěn)定時(shí)MN的速率為v，則
BI’L=mg 而 題(一)%20各種性質(zhì)的力和物體的平衡.files/image237.gif)
解得：題(一)%20各種性質(zhì)的力和物體的平衡.files/image239.gif)
m2/s
題(一)%20各種性質(zhì)的力和物體的平衡.files/image249.gif)
17．解析： 因?yàn)榄h(huán)2的半徑為環(huán)3的2倍，環(huán)2的周長(zhǎng)為環(huán)3的2倍，三環(huán)又是用同種金屬絲制成的，所以環(huán)2的質(zhì)量為環(huán)3的2倍。設(shè)m為環(huán)3的質(zhì)量，那么三根繩承擔(dān)的力為3mg，于是，環(huán)1與環(huán)3之間每根繩的張力FT1=mg。沒(méi)有摩擦，繩的重量不計(jì)，故每根繩子沿其整個(gè)長(zhǎng)度上的張力是相同的（如圖所示）FT1= FT2=mg。
對(duì)環(huán)3，平衡時(shí)有：
由此題(一)%20各種性質(zhì)的力和物體的平衡.files/image251.gif)
環(huán)2中心與環(huán)3中心之距離：題(一)%20各種性質(zhì)的力和物體的平衡.files/image253.gif)
，
即題(一)%20各種性質(zhì)的力和物體的平衡.files/image255.gif)
18．解析：熱鋼板靠滾子的摩擦力進(jìn)入滾子之間，根據(jù)摩擦力和壓力的關(guān)系，便可推知鋼板的厚度
題(一)%20各種性質(zhì)的力和物體的平衡.files/image256.gif)
以鋼板和滾子接觸的部分為研究對(duì)象，其受力情況如圖所示，鋼板能進(jìn)入滾子之間，則在水平方向有:題(一)%20各種性質(zhì)的力和物體的平衡.files/image258.gif)
(式中題(一)%20各種性質(zhì)的力和物體的平衡.files/image260.gif)
)，所以由兩式可得：μ≥tanθ
設(shè)滾子的半徑為R，再由圖中的幾何關(guān)系可得
題(一)%20各種性質(zhì)的力和物體的平衡.files/image262.gif)
，將此式代入得b≤(d+a)- 題(一)%20各種性質(zhì)的力和物體的平衡.files/image264.gif)
代入數(shù)據(jù)得b≤
即鋼板在滾子間勻速移動(dòng)時(shí)，鋼板進(jìn)入流子前厚度的最大值為
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，T為電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔，r為圓盤(pán)的半徑，x2、x1是紙帶上選定的兩點(diǎn)分別對(duì)應(yīng)的米尺的刻度值，n為選定的兩點(diǎn)間的打點(diǎn)數(shù)（含兩點(diǎn)）。
或
……；（s5+s6）/2T；1，5
