【題目】如圖所示，豎直平面內(nèi)有一光滑直桿AB，桿與水平方向的夾角為θ(0°≤θ≤90°)。一質(zhì)量為m的小圓環(huán)套在直桿上．給小圓環(huán)施加一與該豎直平面平行的恒力F，并從A端由靜止釋放．改變直桿與水平方向的夾角θ，當(dāng)直桿與水平方向的夾角為30°時(shí)，小圓環(huán)在直桿上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間最短，重力加速度為g，則(　　)

A. 恒力F和小圓環(huán)的重力的合力一定沿與水平方向成30°角斜向右下的方向

B. 恒力F一定沿與水平方向成30°角斜向右下的方向

C. 若恒力F的方向水平向右，則恒力F的大小為

D. 恒力F的最小值為

【答案】AD

【解析】A項(xiàng)：由于小圓環(huán)在直桿上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間最短，即加速度方向沿桿的方向，而恒力F和小圓環(huán)的重力的合力一定沿與水平方向夾30°斜向右下的方向，即為桿的方向，故A正確；

B項(xiàng)：根據(jù)題意，小圓環(huán)在直桿上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間最短，則加速度最大，即恒力與重力的合力方向沿桿的方向，那么恒力F的方向不確定，故B錯(cuò)誤；

C項(xiàng)：要使時(shí)間最短，則加速度最大，即不論F多大，沿何種方向，確定的是F與mg的合力方向沿桿向下，當(dāng)恒力F的方向水平向右，如圖所示的受力，

則有：，故C錯(cuò)誤；

D項(xiàng)：合力F合與mg、F三力可構(gòu)成矢量三角形，如下圖所示：

由圖可知，當(dāng)F與F合垂直時(shí)，即與斜面垂直時(shí)，F有最小，則有：，故D正確。

點(diǎn)晴：考查受力分析與運(yùn)動(dòng)分析的應(yīng)用，掌握牛頓第二定律的內(nèi)容，理解矢量的合成法則與三角知識(shí)的運(yùn)用，注意時(shí)間最短，即加速度沿桿的方向是解題的突破口。

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：

【題目】如圖所示，R1為定值電阻，R2為負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻（負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻是指阻值隨溫度的升高而減小的熱敏電阻），L為小燈泡，當(dāng)溫度降低時(shí)（ ）

A.R1兩端的電壓增大
B.電流表的示數(shù)增大
C.小燈泡的亮度變強(qiáng)
D.小燈泡的亮度變?nèi)?/span>

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】?jī)晌矬w甲和乙在同一直線上運(yùn)動(dòng)，它們?cè)?～0.4s時(shí)間內(nèi)的v﹣t圖象如圖所示．若僅在兩物體之間存在相互作用，則物體甲與乙的質(zhì)量之比和圖中時(shí)間t1分別為（　　）

A. 和0.30s
B.3和0.30s
C. 和0.28s
D.3和0.28s

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，一彈簧一端固定在傾角為37°的光滑斜面的底端，另一端拴住質(zhì)量為m1＝4 kg的物塊P，Q為一質(zhì)量為m2＝8 kg的重物，彈簧的質(zhì)量不計(jì)，勁度系數(shù)k＝600 N/m，系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)．現(xiàn)給Q施加一個(gè)方向沿斜面向上的力F，使它從靜止開始沿斜面向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，已知在前0.2 s時(shí)間內(nèi)F為變力，0.2 s以后F為恒力，已知sin 37°＝0.6，g＝10 m/s2．在這個(gè)過程中，力F的最大值與最小值分別為Fmax和Fmin，則有（ ）

A. Fmax＝72N, Fmin＝36N B. Fmax＝72N, Fmin＝30N

C. Fmax＝68N, Fmin＝36N D. Fmax＝68N, Fmin＝30N

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】宇宙飛船（內(nèi)有宇航員）繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，地球的質(zhì)量為M，宇宙飛船的質(zhì)量為m，宇宙飛船到地球球心的距離為r，引力常量為G，宇宙飛船受到地球?qū)λ娜f(wàn)有引力F=；飛船內(nèi)的宇航員處于狀態(tài)（填“超重”或“失重”）．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】在一次治理超載和超限的執(zhí)法中，一輛執(zhí)勤的警車停在公路邊．當(dāng)警員發(fā)現(xiàn)從他旁邊以72km/h的速度勻速行駛的貨車嚴(yán)重超載時(shí)，決定前去追趕．經(jīng)過10s后警車發(fā)動(dòng)起來(lái)，并以2.5m/s2的加速度做勻加速運(yùn)動(dòng)，但警車的行駛速度必須控制在90km/h以內(nèi)．求：
（1）警車在追趕貨車的過程中，兩車間的最大距離是多少？
（2）警車發(fā)動(dòng)后要多少時(shí)間才能追上貨車？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】物體甲的速度與時(shí)間圖象和物體乙的位移與時(shí)間圖象分別如圖所示，則這兩個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)情況是（　　）

A.甲在整個(gè)t=4 s時(shí)間內(nèi)有來(lái)回運(yùn)動(dòng)，它通過的總路程為12 m
B.甲在整個(gè)t=4 s時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)方向一直不變，通過的總位移大小為6 m
C.乙在整個(gè)t=4 s時(shí)間內(nèi)有來(lái)回運(yùn)動(dòng)，它通過的總路程為12 m
D.乙在整個(gè)t=4 s時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)方向一直不變，通過的總位移大小為6 m

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】（1）某次研究彈簧所受彈力F與彈簧長(zhǎng)度L關(guān)系實(shí)驗(yàn)時(shí)得到如圖a所示的F-L圖象，由圖象可知：彈簧原長(zhǎng)L0= _________ cm，求得彈簧的勁度系數(shù)k = _______N/m。

（2）如圖b的方式掛上鉤碼（已知每個(gè)鉤碼重G=1N），使（1）中研究的彈簧壓縮，穩(wěn)定后指針指示如圖b，則指針?biāo)缚潭瘸呤緮?shù)為 ______ cm。由此可推測(cè)圖b中所掛鉤碼的個(gè)數(shù)為 _________個(gè)。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】矩形線框在勻強(qiáng)磁場(chǎng)內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，線框輸出的交流電壓隨時(shí)間變化的圖象如圖所示，下列說法中正確的是（ ）

A.2s末線框平面垂直于磁場(chǎng)，通過線框的磁通量最大
B.1s末線框平面垂直于磁場(chǎng)，通過線框的磁通量變化最快
C.此交變電流方向在1min內(nèi)改變30次
D.將此交變電流接一標(biāo)有：“36V，40W”的白熾燈時(shí)，此燈能正常發(fā)光

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