题目
如图甲,笔记本电脑底座一般置有四个卡位用来调节角度。某同学将电脑放在散热底座上,为了获得更好的舒适度,由原卡位1缓缓调至卡位4(如图乙),电脑始终处于静止状态,则()4321-|||-甲-|||-4 1-|||-乙A.电脑受到的支持力变大B.电脑受到的摩擦力变大C.散热底座对电脑的作用力的合力不变D.电脑受到的支持力与摩擦力两力大小之和等于其重力
如图甲,笔记本电脑底座一般置有四个卡位用来调节角度。某同学将电脑放在散热底座上,为了获得更好的舒适度,由原卡位1缓缓调至卡位4(如图乙),电脑始终处于静止状态,则()
A.电脑受到的支持力变大
B.电脑受到的摩擦力变大
C.散热底座对电脑的作用力的合力不变
D.电脑受到的支持力与摩擦力两力大小之和等于其重力
题目解答
答案
AC。
解:笔记本电脑受重力、支持力和静摩擦力,如图所示:
根据平衡条件,有:
N=mgcosθ ①
f=mgsinθ ②
A、由原卡位1调至卡位4,角度θ减小,根据①式,支持力N增加,故A正确;
B、由原卡位1调至卡位4,角度θ减小,根据②式,静摩擦力减小,故B错误;
C、散热底座对电脑的作用力的合力是支持力和静摩擦力的合力,与重力平衡,始终是不变的,故C正确;
D、电脑受到的支持力与摩擦力两力的矢量和与重力平衡,但大小的和是变化的,故D错误。
故选AC。
解析
步骤 1:分析受力情况
电脑受到重力\(G\)、支持力\(N\)和静摩擦力\(f\)的作用。支持力和静摩擦力的合力与重力平衡,使电脑保持静止状态。
步骤 2:支持力的计算
支持力\(N\)与重力\(G\)在垂直于底座方向的分量相等,即\(N=mg\cos\theta\),其中\(m\)是电脑的质量,\(g\)是重力加速度,\(\theta\)是底座与水平面的夹角。当电脑由卡位1调至卡位4时,\(\theta\)减小,\(\cos\theta\)增大,因此支持力\(N\)增大。
步骤 3:静摩擦力的计算
静摩擦力\(f\)与重力\(G\)在平行于底座方向的分量相等,即\(f=mg\sin\theta\)。当电脑由卡位1调至卡位4时,\(\theta\)减小,\(\sin\theta\)减小,因此静摩擦力\(f\)减小。
步骤 4:散热底座对电脑的作用力的合力
散热底座对电脑的作用力的合力是支持力和静摩擦力的合力,与重力平衡,因此散热底座对电脑的作用力的合力不变。
步骤 5:支持力与摩擦力的大小之和
支持力与摩擦力的大小之和不等于重力,因为它们是矢量,其矢量和等于重力,但大小之和不等于重力。
电脑受到重力\(G\)、支持力\(N\)和静摩擦力\(f\)的作用。支持力和静摩擦力的合力与重力平衡,使电脑保持静止状态。
步骤 2:支持力的计算
支持力\(N\)与重力\(G\)在垂直于底座方向的分量相等,即\(N=mg\cos\theta\),其中\(m\)是电脑的质量,\(g\)是重力加速度,\(\theta\)是底座与水平面的夹角。当电脑由卡位1调至卡位4时,\(\theta\)减小,\(\cos\theta\)增大,因此支持力\(N\)增大。
步骤 3:静摩擦力的计算
静摩擦力\(f\)与重力\(G\)在平行于底座方向的分量相等,即\(f=mg\sin\theta\)。当电脑由卡位1调至卡位4时,\(\theta\)减小,\(\sin\theta\)减小,因此静摩擦力\(f\)减小。
步骤 4:散热底座对电脑的作用力的合力
散热底座对电脑的作用力的合力是支持力和静摩擦力的合力,与重力平衡,因此散热底座对电脑的作用力的合力不变。
步骤 5:支持力与摩擦力的大小之和
支持力与摩擦力的大小之和不等于重力,因为它们是矢量,其矢量和等于重力,但大小之和不等于重力。