判断题
平衡状态是指物体处于静止或匀速直线运动状态,高三物理中的平衡状态包括匀速直线运动。
相关例题
【例1】】如图所示,质量为m的物体放在倾角为θ的斜面上,物体与斜面间的动摩擦因数为μ,下列说法正确的是( )
A. 当斜面沿水平方向匀速移动距离s时,重力对物体做功为mgh
B. 当斜面匀速上升时,对物体的摩擦力为μmgcosθ
C. 当斜面匀速上升时,对物体施加一个垂直斜面向上的力F,若物体仍能保持静止,则物体受到的摩擦力为μmgcosθ
D. 当斜面匀速上升时,物体受到的摩擦力可能小于μmgcosθ
【分析】
重力做功与路径无关,只与初末位置有关;根据平衡条件求解摩擦力;当物体受到静摩擦力时,根据平衡条件求解静摩擦力。
【解答】
A.重力对物体做功与路径无关,只与初末位置有关,故A错误;
B.当斜面匀速上升时,对物体受力分析,受重力、支持力和静摩擦力,根据平衡条件可知静摩擦力为μmgcosθ,故B正确;CD.当斜面匀速上升时,对物体施加一个垂直斜面向上的力F,若物体仍能保持静止,则物体受到的静摩擦力为μmgcosθ,故C正确;D错误。
故选BC。
【例2】】如图所示,质量为m的物块放在倾角为θ的斜面上,物块与斜面间动摩擦因数为μ。当用水平力F拉着该物块由静止沿斜面向上运动距离s时,物块恰好沿斜面匀速运动。求:水平力F的大小。
【分析】
物块在斜面上匀速运动时受力平衡,根据平衡条件求解水平力F的大小。
【解答】
物块受到重力、支持力和静摩擦力三个力的作用而处于平衡状态,根据平衡条件得:$F = mg\sin\theta + \mu mg\cos\theta$。
判断题答案为:当斜面沿水平方向匀速移动距离s时,重力对物体不做功。相关例题答案为:BC。解题的关键是根据平衡条件求解摩擦力和拉力的大小。解题时要注意重力做功与路径无关。
判断题:
在高三物理中,平衡状态指的是物体受到的合外力为零,此时物体将保持静止或匀速直线运动。
相关例题:
例题:一个质量为5kg的物体在水平地面上受到一个大小为20N的水平拉力,物体与地面间的摩擦因数为0.4,求物体的加速度。
分析:
1. 物体受到重力、支持力、拉力和摩擦力四个力的作用,处于平衡状态。
2. 根据平衡条件可得重力与支持力的合力与拉力等大反向,可求得摩擦力。
3. 根据牛顿第二定律求得加速度。
解答:
1. 物体受到重力、支持力、拉力和摩擦力四个力的作用,处于平衡状态。
2. 根据平衡条件可得重力与支持力的合力与拉力等大反向,大小为10N,方向水平向右。
3. 物体受到的摩擦力为f = μN = 20N - 10N = 10N,方向水平向左。根据牛顿第二定律可得:$f = ma$,解得a = 1m/s²。
所以物体的加速度为1m/s²,方向水平向左。
高三物理平衡的判断题和相关例题常见问题如下:
判断题:
1. 放在粗糙斜面上的物体所受重力增大,摩擦力不变,则物体的加速度一定增大。( )
2. 放在粗糙斜面上的物体所受支持力增大,摩擦力不变,则物体的加速度一定增大。( )
3. 放在粗糙斜面上的物体所受重力增大,摩擦力增大,则物体的加速度一定增大。( )
相关例题:
1. 质量为m的物体放在倾角为θ的斜面上,当物体受到平行于斜面向上的拉力为F时,物体沿斜面匀速上升,求物体与斜面间的动摩擦因数。
解题过程:
首先根据受力分析,得到沿斜面向上的合力为F-mgμsinθ-mgμcosθ。由于物体匀速上升,所以加速度为0,得到F-mgμsinθ-mgμcosθ=ma。再根据摩擦力公式得到μ=(F-mgμsinθ-mgμcosθ)/mgcosθ。
2. 质量为m的木块放在倾角为θ的斜面上,斜面体质量为M,斜面与木块均保持静止状态。求斜面体对地面的压力。
解题过程:
首先对整体受力分析,由于整体静止,所以地面对斜面体的支持力为(M+m)g。再对木块进行受力分析,得到地面对木块的支持力为mgcosθ。由于木块与斜面体均保持静止状态,所以地面对木块的支持力与木块受到的重力等大反向。因此地面对斜面体的压力大小为mgcosθ。再根据牛顿第三定律得到斜面体对地面的压力大小为mgcosθ。
以上就是一些高三物理平衡判断题和相关例题的常见问题,这些问题在高考中经常出现,需要同学们认真掌握。
