以下是一些高三物理平衡測試題:
1. 如圖所示,質量為m的物體放在傾角為θ的斜面上,物體與斜面間的動摩擦因數為μ,下列說法正確的是( )
A. 只要用水平推力F作用在物體上,物體就會沿斜面勻速下滑。
B. 用平行于斜面的拉力F作用在物體上,且大小為F=mgcosθ時,物體一定處于平衡狀態。
C. 用平行于斜面的拉力F作用在物體上,且大小為F=mgsinθ時,物體一定處于平衡狀態。
D. 用平行于斜面的拉力F作用在物體上,且大小可能為F=mg時,物體一定處于平衡狀態。
2. 如圖所示,質量為m的物塊放在傾角為θ的斜面上,受到平行于斜面向上的大小為F的拉力作用而勻速運動,則斜面對物塊的作用力大小為( )
A. mgcosθ B. mg C. F D. mg+F
3. 如圖所示,質量為m的物塊放在傾角為θ的斜面上,受到平行于斜面向上的大小為F的拉力作用而勻速運動,則斜面對物塊的作用力大小為( )
A. mgcosθ B. mg C. F D. mg+F
4. 如圖所示,質量為m的物體放在水平地面上,用一輕質彈簧水平向右拉物體,當彈簧伸長到最大靜摩擦力時拉力大小為F,現用一水平向左的拉力作用于該物體上,其大小也為F,則下列說法正確的是( )
A. 物體受到四個力的作用而處于平衡狀態。
B. 物體受到三個力的作用而處于平衡狀態。
C. 物體受到四個力的作用而處于非平衡狀態。
D. 物體受到三個力的作用而處于非平衡狀態。
以上題目都是關于平衡狀態的測試題,考察了學生對平衡條件的理解和應用。
請注意,以上題目和答案僅供參考,具體題目和答案可能會因為不同的教材、老師或考試而有所不同。
【題目】
在光滑的水平面上,有一個質量為M的木塊A,其上固定著一根輕質彈簧,另一質量為m的木塊B以速度v向A沖來并與其碰撞。設A、B之間的碰撞是完全彈性的,且每次碰撞后A都能很快達到新的平衡狀態。
(a)試求出彈簧被壓縮到最短時的彈性勢能。
(b)如果B在A的右方與A發生碰撞,試求出B與A碰撞后向哪個方向運動?
【解答】
(a)設彈簧被壓縮到最短時,彈簧的彈性勢能為EP。
根據動量守恒定律,有:
mv = (M + m)v'
其中v'為碰撞后B的速度。
由于彈簧被壓縮到最短時,彈簧的彈力等于AB的總重力,即:
F = (M + m)g
根據彈性勢能表達式:EP = 1/2kx2,其中k為彈簧的勁度系數,x為彈簧的壓縮量。
將v'代入上式可得:
EP = 1/2k(M + m)g2(mv/k)2 = (M + m)g2v2/2k
(b)根據動量守恒定律,B與A碰撞后,它們的總動量將保持不變。由于A、B之間的碰撞是完全彈性的,所以它們的總動量守恒。設碰撞后的總動量為P,則有:
mv - (M + m)v' = P
其中P的方向與v的方向相同。
由于A、B之間的相互作用力是恒定的,所以它們之間的相互作用力不會改變它們的速度大小。因此,B與A碰撞后將以相同的速度v'向右運動。
【說明】
這道題考察了平衡問題的基本概念和解題方法。通過求解彈性勢能、動量守恒定律和相互作用力的概念,可以幫助學生更好地理解平衡問題的本質。同時,這道題也考察了學生的物理思維能力和分析問題能力。