【知识点详解】
1. 力的基本概念:力是物体间相互作用的表现,可以改变物体的形状(选项A)和运动状态(选项B)。物体在受力的同时也会对其他物体施加力,符合牛顿第三定律(选项C)。力的作用效果取决于力的大小、方向和作用点,以及物体的质量和刚度。
2. 平衡力与作用力与反作用力:物体受到的重力(选项D中物体所受重力)与绳子对物体的拉力是一对平衡力,使得物体保持静止(选项A和D)。物体拉绳子的力与物体受到的拉力(选项B中的描述)是一对作用力和反作用力,符合牛顿第三定律。
3. 运动的合成与分解:合运动速度不是分运动速度的简单相加(选项A错误),合运动可能是直线运动或曲线运动,这取决于分运动的矢量合成(选项B错误)。合运动与分运动具有同时性,可以独立研究(选项C正确)。曲线运动的合成可能由两个直线运动组成,不一定有一个分运动是曲线的(选项D错误)。
4. 力的平衡与动态分析:在水平拉力作用下,地面对B物体的支持力、摩擦力和绳对B物体的拉力(选项4中描述的力)会根据物体运动状态调整。如果物体缓慢运动,支持力和摩擦力可能会变化,但绳的拉力(T)保持不变(选项D正确)。
5. 力的时变关系:根据合力与时间的关系图,小球的运动情况取决于力的方向和大小。如果各段的合力大小相同,且小球从静止开始,可能的情况是小球始终向前运动(选项C正确),因为没有力使其返回。
6. 杆的转动与力的分配:在两小球A和B组成的系统中,由于匀速转动,角速度相等,所以根据转动动力学,杆OA和杆AB中的拉力T1和T2之比是1:2(选项A正确)。
7. 水平运动与受力分析:人在向上匀速运行的自动扶梯上,只受到重力和扶梯提供的支持力,由于匀速,摩擦力为零(选项C正确),合力为零。
8. 相对运动分析:从速度图线可以看出,B物体在t1时刻的速度大于A物体,因此B在前(选项A正确)。B的加速度大,但从图中无法直接看出(选项B错误)。在t1时刻,两物体速度不同,不可能相遇(选项C错误)。在t2时刻,速度线相交,速度相等(选项D正确)。
9. 圆周运动与力的分析:在圆周运动的最高点,小球受到重力和向下的向心力的作用。如果仅靠重力提供向心力,杆会受到压力;若需要额外的力使小球在最高点继续运动,杆会受到拉力。根据题目条件,杆受到的压力为3mg/2(选项D正确)。
10. 摩擦力计算:物体在水平面上匀速直线运动,所受合力为零。摩擦力等于推动物体运动所需的最小力,即滑动摩擦力等于μmg(选项A正确)。当F1、F2共同作用时,摩擦力不会因为斜向力的分量而增加。
11. 分运动与合运动:两个分运动的位移可以合成,但合位移不是简单相加。合位移可以介于两个分位移之间,也可以是其和或差。因此,合位移可能是10m(选项D正确)。
【填空题答案】
12. 用46N的水平力拉物体,物体受到的摩擦力是46N(略小于54N,因为拉力不足以使其滑动)。最大静摩擦力是54N,当受到60N的水平拉力时,摩擦力为μmg=0.5×m×g,其中m为物体质量。
13. 小球剪断瞬间,由于A的弹力是B的2.5倍,剪断B后,小球只受到A的弹力作用,加速度为a = (2.5g - g) / m = 1.5g。
14. 自行车与汽车同时经过A点,自行车速度为6m/s,汽车速度为10m/s。若汽车减速至与自行车相同速度,需要的时间t = (v汽 - v自) / a,其中a为汽车的加速度。汽车的位移S汽 = v汽t - 0.5at²,自行车的位移S自 = v自t。当两者的位移差等于汽车的初始领先距离时,两车再次相遇。
以上内容涵盖了高中物理中力的作用、力的平衡、圆周运动、运动合成与分解、摩擦力、弹力、相对运动等多个知识点。