題目列表(包括答案和解析)
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一個有一定厚度的圓盤，可以繞通過中心垂直于盤面的水平軸轉(zhuǎn)動，用下面的方法測量它勻速轉(zhuǎn)動時的角速度。
實驗器材：電磁打點計時器、米尺、紙帶、復寫紙片。
實驗步驟：
（1）如圖1所示，將電磁打點計時器固定在桌面上，將紙帶的一端穿過打點計時器的限位孔后，固定在待測圓盤的側(cè)面上，使得圓盤轉(zhuǎn)動時，紙帶可以卷在圓盤側(cè)面上。
（2）啟動控制裝置使圓盤轉(zhuǎn)動，同時接通電源，打點計時器開始打點。
（3）經(jīng)過一段時間，停止轉(zhuǎn)動和打點，取下紙帶，進行測量。
① 由已知量和測得量表示的角速度的表達式為ω= 。式中各量的意義是：
.
② 某次實驗測得圓盤半徑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θ較小時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：%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θ較大時物塊與木板間的摩擦力為滑動摩擦力，摩擦力大小為：%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：物體緩慢下降過程中，細繩與豎直方向的夾角θ不斷減小，可把這種狀態(tài)推到無限小，即細繩與豎直方向的夾角為零；由平衡條件可知%20各種性質(zhì)的力和物體的平衡.files/image174.gif)
時，%20各種性質(zhì)的力和物體的平衡.files/image176.gif)
，%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程中，F(xiàn)逐漸減小，F(xiàn)f逐漸減小。故選D。
3． %20各種性質(zhì)的力和物體的平衡.files/image179.gif)
解析： 由于二者間的電場力是作用力與反用力，若以
B為研究對象，絕緣手柄對B球的作用力未知，陷入困境，
因此以A為研究對象。設A帶電量為q，B帶電量為Q，
AB間距離為a,OB間距離為h ,由庫侖定律得
%20各種性質(zhì)的力和物體的平衡.files/image181.gif)
，由三角形OAB得%20各種性質(zhì)的力和物體的平衡.files/image183.gif)
，以B球為研究對象，
受力如圖3所示，由平衡條件得%20各種性質(zhì)的力和物體的平衡.files/image185.gif)
，由以上三式
得%20各種性質(zhì)的力和物體的平衡.files/image187.gif)
，
所以%20各種性質(zhì)的力和物體的平衡.files/image189.gif)
，故正確選項為D。
4．%20各種性質(zhì)的力和物體的平衡.files/image190.gif)
解析：設兩三角形滑塊的質(zhì)量均為m，對整體有：%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B有：%20各種性質(zhì)的力和物體的平衡.files/image194.gif)
，%20各種性質(zhì)的力和物體的平衡.files/image196.gif)
可解得： %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，不知哪根繩子先斷.故我們選擇O點為研究對象，先假設OA不會被拉斷，OB繩上的拉力先達最大值，則：%20各種性質(zhì)的力和物體的平衡.files/image199.gif)
，由拉密定理得：
%20各種性質(zhì)的力和物體的平衡.files/image201.gif)
解得：%20各種性質(zhì)的力和物體的平衡.files/image203.gif)
，OA將被拉斷.前面假設不成立.
再假設OA繩子拉力先達最大值，%20各種性質(zhì)的力和物體的平衡.files/image205.gif)
，此時，由拉密定理得：
%20各種性質(zhì)的力和物體的平衡.files/image207.gif)
解得：%20各種性質(zhì)的力和物體的平衡.files/image209.gif)
，故OB將不會斷.
此時，%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%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，無論如何建立直角坐標系，兩個方向上的合力均為零。若以OA和垂直于OA方向建立坐標系，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系，F4不能平衡。因此選BC，答案：BC
7．解析：由平衡知識可得，繩中拉力FT的大小不變，總等于物A的重力；假設汽車在滑輪的正下方，則繩中拉力FT的水平分量為零，此時汽車對地面的壓力FN最小，汽車受到的水平向右的的摩擦力Ff為零；當汽車距滑輪下方為無窮遠處時，繩中拉力FT的豎直分量為零，汽車對地面的壓力FN最大，汽車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”，與粒子電性無關，故可假設粒子電性為正，若a板電勢較高，則電場力方向指向b板，洛侖茲力應指向a板方可滿足條件，由左手定則可得選項A是正確的；若a板電勢較低，同理可得選項D是正確的。答案：AD。
9．解析：若AB逆時針旋轉(zhuǎn)，則A對皮帶的靜摩擦力向左、B對皮帶的靜摩擦力向右才能將上方皮帶拉緊，因此皮帶相對A輪有向右運動趨勢，A為從動輪，B正確；同理，D項正確。答案：BD。
10．D解析：對物體受力分析，作出力的矢量三角形，就可解答。
二、填空和實驗題
11．Mg 將第２、3塊磚看成一個整體。由于對稱性，第1、4塊磚對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、電場力和洛侖茲力作用下處于平衡狀態(tài)，受力分析如圖，可知，
%20各種性質(zhì)的力和物體的平衡.files/image213.jpg)
%20各種性質(zhì)的力和物體的平衡.files/image215.gif)
%20各種性質(zhì)的力和物體的平衡.files/image217.gif)
得電場強度%20各種性質(zhì)的力和物體的平衡.files/image219.gif)
，磁感應強度%20各種性質(zhì)的力和物體的平衡.files/image221.gif)
13．探究一個規(guī)律不應該只用特殊的來代替一般。所以本實驗中兩個分力的大小應不相等，所以橡皮條也就不在兩繩夾角的平分線上，而兩繩的長度可以不等。所以A、B不對。實驗要求作用的效果要相同，因此O點的位置不能變動。因此D不對。實驗中合力的大小應是量出來而不是算出來的，所以F不對。答案：C。
14．(1)因紙質(zhì)量較小，兩者間摩擦力也小，不易測量。紙貼在木板上，可增大正壓力，從而增大滑動摩擦力，便于測量。
（2）①參考方案：只要將測力計的一端與木塊A相連接，測力計的另一端與墻壁或豎直擋板之類的固定物相連．用手通過輕繩拉動木板B，讀出并記下測力計的讀數(shù)F，測出木塊A的質(zhì)量m.
②%20各種性質(zhì)的力和物體的平衡.files/image223.gif)
③彈簧測力計
三、計算題
15．解：當水平拉力F＝0時，輕繩處于豎直位置時，繩子張力最小T1=G
%20各種性質(zhì)的力和物體的平衡.files/image224.jpg)
當水平拉力F＝%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≤≤%20各種性質(zhì)的力和物體的平衡.files/image228.gif)
（2）設在某位置球處于平衡位置由平衡條件得%20各種性質(zhì)的力和物體的平衡.files/image229.gif)
所以%20各種性質(zhì)的力和物體的平衡.files/image231.gif)
即%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S接1時，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，磁場的方向垂直紙面向里。
(2)設導軌的間距為L，MN棒的的質(zhì)量為m。當S接1時，導體棒剛好靜止，則
mg=%20各種性質(zhì)的力和物體的平衡.files/image235.gif)
設最終穩(wěn)定時MN的速率為v，則
BI’L=mg 而 %20各種性質(zhì)的力和物體的平衡.files/image237.gif)
解得：%20各種性質(zhì)的力和物體的平衡.files/image239.gif)
m2/s
%20各種性質(zhì)的力和物體的平衡.files/image249.gif)
17．解析： 因為環(huán)2的半徑為環(huán)3的2倍，環(huán)2的周長為環(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m為環(huán)3的質(zhì)量，那么三根繩承擔的力為3mg，于是，環(huán)1與環(huán)3之間每根繩的張力FT1=mg。沒有摩擦，繩的重量不計，故每根繩子沿其整個長度上的張力是相同的（如圖所示）FT1= FT2=mg。
對環(huán)3，平衡時有：
由此%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：%20各種性質(zhì)的力和物體的平衡.files/image253.gif)
，
即%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入滾子之間，根據(jù)摩擦力和壓力的關系，便可推知鋼板的厚度
%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象，其受力情況如圖所示，鋼板能進入滾子之間，則在水平方向有:%20各種性質(zhì)的力和物體的平衡.files/image258.gif)
(式中%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
設滾子的半徑為R，再由圖中的幾何關系可得
%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)- %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時，鋼板進入流子前厚度的最大值為
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，T為電磁打點計時器打點的時間間隔，r為圓盤的半徑，x2、x1是紙帶上選定的兩點分別對應的米尺的刻度值，n為選定的兩點間的打點數(shù)（含兩點）。
或
……；（s5+s6）/2T；1，5
