14.如圖所示,把三個(gè)半徑均為r,質(zhì)量均為m的光滑小球置于截面為半圓形的槽內(nèi),三個(gè)小球均處于靜止?fàn)顟B(tài),已知槽的截面半徑R=3r,重力加速度為g,則下列說(shuō)法正確的是( 。
A.三個(gè)小球與槽之間的作用力大小相等
B.球1與槽之間的作用力大小為mg
C.球2與槽之間的作用力大小為3mg
D.若僅增大槽的半徑R,則球2與槽之間的作用力增大

分析 先結(jié)合幾何關(guān)系分析球與槽的球心連線與水平方向(豎直方向)之間的夾角關(guān)系,然后結(jié)合受力分析,根據(jù)共點(diǎn)力平衡即可求出.

解答 解:如圖,將槽的圓心、各球的球心連接,根據(jù)幾何關(guān)系可知,OO1=OO2=OO3=O1O2=O2O3=2r
則:△OO1O2和△OO2O3是兩個(gè)等邊三角形,則各內(nèi)角都是60°.
A、對(duì)球1進(jìn)行受力分析如圖1,則球1受到的重力、槽對(duì)球1的支持力、球2對(duì)球1的支持力之間的夾角都是120°,所以三個(gè)一定大小相等.所以:N1=mg
     球1與2之間的作用力N大小也是mg.

對(duì)球2進(jìn)行受力分析如圖2,則球2受到重力、槽對(duì)球2的支持力、球1對(duì)球2的壓力和球3對(duì)球2的壓力,由幾何關(guān)系可知:
N2=Ncos60°+mg+Ncos60°=2mg   ①
故A錯(cuò)誤,B正確,C錯(cuò)誤;
D、若增大槽的半徑R,由圖1可知,OO1之間的距離增大,O1到槽的距離、O1O2之間的距離都不變,所以O(shè)O1與水平方向之間的夾角增大,而O1O2與水平方向之間的夾角減小,根據(jù)共點(diǎn)力的平衡可知,N沿豎直方向的分力減。
對(duì)球2,N沿豎直方向的分力減小,則由公式①可知,球2受到槽的支持力也減。蔇錯(cuò)誤.
故選:B

點(diǎn)評(píng) 該題考查共點(diǎn)力作用下物體的平衡,解答的關(guān)鍵是根據(jù)題目中的條件,正確找出各球受到的槽的支持力的方向以及各球之間作用力的方向.
另外,對(duì)D選項(xiàng)的解答,也可以采用極限分析法:若增大槽的半徑R,當(dāng)R→∞時(shí),三個(gè)球近似并列與水平面上,它們之間的作用力傾向于0,所以球2受到的支持力也近似等于mg,所以可以直接判斷出球2受到槽的支持力減。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

8.如圖所示,三根抗拉能力相同的輕細(xì)繩1、2、3將一重物懸掛在水平天花板上,P、Q兩點(diǎn)為繩子與天花板的結(jié)點(diǎn),繩子1、2與天花板的夾角分別為60°和30°,其拉力大小分別為F1、F2,重物重力為G,下列說(shuō)法正確的是(  )
A.繩子2的拉力F2=$\sqrt{3}$F1
B.繩子2的拉力F2=2G
C.若逐漸增大重物重力,繩子3先斷
D.若緩慢增大P、Q兩點(diǎn)間距,F(xiàn)1、F2的合力增大

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

6.如圖所示,甲、乙兩車(chē)的質(zhì)量均為M,靜置在光滑的水平面上,兩車(chē)相距為L(zhǎng),乙車(chē)上站立著一個(gè)質(zhì)量為m的人,他通過(guò)一條水平輕繩用恒定的拉力F拉甲車(chē)直到兩車(chē)相碰,在此過(guò)程中( 。
A.甲、乙兩車(chē)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的速度之比為(M+m):M
B.甲車(chē)移動(dòng)的距離為$\frac{M+m}{2M+m}L$
C.此過(guò)程中人拉繩所做功為FL
D.此過(guò)程中人拉繩所做功為$\frac{M+m}{2M+m}FL$

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

2.在如圖所示的光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中,發(fā)現(xiàn)用一定頻率的單色光A照射光電管時(shí),電流表指針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn),而用另一頻率的單色光B照射時(shí)不發(fā)生光電效應(yīng),則下列說(shuō)法正確的是(  )
A.增大B光光強(qiáng),電流表指針可能發(fā)生偏轉(zhuǎn)
B.延長(zhǎng)B光照時(shí)間,電流表指針可能發(fā)生偏轉(zhuǎn)
C.用A光照射光電管時(shí)流過(guò)電流表G的電流方向是a流向b
D.用B光照射光電管時(shí),增大電源電壓電流表指針一定發(fā)生偏轉(zhuǎn)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

9.一質(zhì)量為m的物體靜止在光滑水平面上,從t=0時(shí)刻開(kāi)始受到水平外力的作用.力的大小F與時(shí)間t的關(guān)系如圖所示,力的方向保持不變,則下列說(shuō)法中正確的是( 。
A.物體在0~t0和t0~2t0水平外力做功之比是1:10
B.物體在0~t0和t0~2t0水平外力做功之比是1:8
C.外力在t0和2t0時(shí)刻的瞬時(shí)功率之比是1:8
D.外力在t0和2t0時(shí)刻的瞬時(shí)功率之比是1:6

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:填空題

19.某學(xué)習(xí)小組探究“彈簧彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系”.彈簧和刻度尺均保持豎直,簧上端始終與刻度尺0刻線對(duì)齊.當(dāng)彈賢下端掛質(zhì)量為m=50g的鉤碼時(shí),固定在彈簧下端的指針指示如圖所示,實(shí)驗(yàn)始終在彈簧彈性限度內(nèi)進(jìn)行.
(1)此時(shí)彈簧的總長(zhǎng)度為12.56cm;
(2)己知彈簧的原長(zhǎng)l4=10.20cm,當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭=9.8m/s2,則該彈簧的勁度系數(shù)k=20.7N/m.(保留3位有效數(shù)字)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

6.我國(guó)研制的“嫦娥三號(hào)”月球探測(cè)器成功在月球表面實(shí)線軟著陸,如圖所示,探測(cè)器首先被送到距離月球表面高度為H的近月軌道做勻速圓周運(yùn)動(dòng),之后在軌道上的A點(diǎn)實(shí)施變軌,使探測(cè)器繞月球做橢圓運(yùn)動(dòng),當(dāng)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)再次變軌,使探測(cè)器靠近月球表面,當(dāng)其距離月球表面附近高度為h(h<5m)時(shí)開(kāi)始做自由落體運(yùn)動(dòng)至月球表面,探測(cè)器攜帶的傳感器測(cè)得自由落地運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t,已知月球半徑為R,萬(wàn)有引力常量為G,則下列說(shuō)法正確的是( 。
A.“嫦娥三號(hào)”在A點(diǎn)變軌時(shí),需減速才能從近月圓軌道進(jìn)入橢圓軌道
B.根據(jù)以上已知條件不能求出衛(wèi)星在近月圓軌道的速度
C.根據(jù)以上已知條件可求出月球的質(zhì)量為$\frac{{2h{R^2}}}{{G{t^2}}}$
D.探測(cè)器在近月圓軌道的周期比橢圓軌道上的周期小

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

3.圖示是觀察水面波衍射的實(shí)驗(yàn)裝置,AC和BD是兩塊檔板,AB是一個(gè)孔,O是波源,圖中已畫(huà)出波源所在區(qū)域波的傳播情況,每?jī)蓷l相鄰波紋(圖中曲線)之間的距離表示一個(gè)波長(zhǎng).關(guān)于波經(jīng)過(guò)孔之后的傳播情況,下列說(shuō)法正確的是( 。
A.此時(shí)不能觀察到波的衍射現(xiàn)象
B.水面波經(jīng)過(guò)擋板前后波紋間距不變
C.若將孔AB縮小,則有可能觀察不到明顯的衍射現(xiàn)象
D.若孔的大小不變,使波源頻率增大,則能更明顯地觀察到波的衍射現(xiàn)象

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

1.關(guān)于熱學(xué)規(guī)律,下列說(shuō)法正確的是(  )
A.隨著技術(shù)的進(jìn)步絕對(duì)零度可以實(shí)現(xiàn)
B.外界對(duì)物體做功,物體的內(nèi)能可能不變
C.火力發(fā)電時(shí),燃燒物質(zhì)的內(nèi)能可以全部轉(zhuǎn)化為電能
D.一切自發(fā)的熱學(xué)過(guò)程都是向著分子熱運(yùn)動(dòng)無(wú)序性增大的方向進(jìn)行

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