高中物理 第三章 研究物體間的相互作用 3.5 共點(diǎn)力的平衡條件課時(shí)訓(xùn)練含解析粵教版必修1

1、共點(diǎn)力的平衡條件基礎(chǔ)夯實(shí)1.物體在共點(diǎn)力作用下,下列說法中正確的是()a.物體的速度在某一時(shí)刻等于零時(shí),物體就一定處于平衡狀態(tài)b.物體相對另一物體保持靜止時(shí),物體一定處于平衡狀態(tài)c.物體所受合外力為零時(shí),就一定處于平衡狀態(tài)d.物體做勻加速運(yùn)動時(shí),物體處于平衡狀態(tài)答案:c解析:處于平衡狀態(tài)的物體從運(yùn)動形式上看是處于靜止或勻速直線運(yùn)動狀態(tài),從受力上看,物體所受合外力為零.某一時(shí)刻速度為零的物體,所受合外力不一定為零,故不一定處于平衡狀態(tài),選項(xiàng)a錯(cuò)誤;物體相對另一物體靜止時(shí),該物體不一定靜止,如當(dāng)另一物體做變速運(yùn)動時(shí),該物體也做變速運(yùn)動,此時(shí)物體處于非平衡狀態(tài),故選項(xiàng)b錯(cuò)誤;選項(xiàng)c符合平衡條件,為正

2、確選項(xiàng);物體做勻加速運(yùn)動,速度大小變化,物體不處于平衡狀態(tài),故選項(xiàng)d錯(cuò)誤.2.如圖所示,兩塊同樣的條形磁鐵a與b質(zhì)量均為m,將它們豎直放在水平地面上,用彈簧測力計(jì)通過一根細(xì)線豎直向上拉磁鐵a,若彈簧測力計(jì)的讀數(shù)為mg,則b對a的彈力f1以及桌面對b的彈力f2分別為() a.f1=0,f2=mgb.f1=mg,f2=0c.f1>0,f2=mgd.f1>0,f2<mg答案:c解析:以a、b整體為研究對象,整體受三個(gè)力作用:重力2mg、桌面的彈力f2及彈簧測力計(jì)的拉力f,由平衡條件得f+f2=2mg,f2=2mg-f=mg.以a為研究對象,a受四個(gè)力的作用:重力mg、彈簧測力計(jì)的拉

3、力f=mg、b對a的彈力f1及b對a的吸引力f',由平衡條件得f+f1=mg+f',f1=f'>0,故選項(xiàng)c正確.3.如圖為節(jié)日里懸掛燈籠的一種方式,a、b點(diǎn)等高,o為結(jié)點(diǎn),輕繩ao、bo長度相等,拉力分別為fa、fb,燈籠受到的重力為g.下列表述正確的是()a.fa一定小于gb.fa與fb大小相等c.fa與fb是一對平衡力d.fa與fb大小之和等于g答案:b解析:取結(jié)點(diǎn)o為研究對象,受力分析如圖所示,受fa、fb和結(jié)點(diǎn)下方細(xì)繩的拉力fc的作用,因燈籠靜止,故拉力fc=g,結(jié)點(diǎn)o處于靜止?fàn)顟B(tài),三力平衡,合力為零,拉力fa、fb的合力f合必與fc等值反向共線,因a、

4、b點(diǎn)等高,ao、bo長度相等,故fa、fb與豎直方向的夾角均為,由幾何關(guān)系可知,必有fa=fb,當(dāng)=60°時(shí),fa=fb=g,當(dāng)>60°時(shí),fa=fb>g,當(dāng)<60°時(shí),fa=fb<g,只有選項(xiàng)b正確.4.如圖,某物體在四個(gè)共點(diǎn)力作用下處于平衡狀態(tài),若將f4=5 n的力沿逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動90°,其余三個(gè)力的大小和方向不變,則此時(shí)物體所受合力的大小為()(導(dǎo)學(xué)號51090135)a.0b.10 nc.52 nd.522 n答案:c解析:由四力平衡知,f1、f2和f3的合力與f4等大反向,設(shè)為f,則f4=5 n轉(zhuǎn)過90°后與f

5、成90°角,故合力f合=2f4=52 n.5.如圖所示,一物體在粗糙斜面上受到沿斜面向上的力f作用,處于靜止?fàn)顟B(tài).下列判斷正確的是()a.物體一定受到四個(gè)力的作用b.摩擦力方向一定沿斜面向下c.摩擦力的大小可能等于零d.若f增大,摩擦力也一定增大答案:c解析:如題圖所示,若mgsin =f,摩擦力為零,物體受到重力、支持力以及f三個(gè)力的作用,選項(xiàng)a錯(cuò)誤,選項(xiàng)c正確;若mgsin >f,摩擦力方向向上,此時(shí)f增大,摩擦力先減小后增大,選項(xiàng)b、d錯(cuò)誤.6.(2015山東理綜)如圖,滑塊a置于水平地面上,滑塊b在一水平力作用下緊靠滑塊a(a、b接觸面豎直),此時(shí)a恰好不滑動,b剛好不

6、下滑.已知a與b間的動摩擦因數(shù)為1,a與地面間的動摩擦因數(shù)為2,最大靜摩擦力等于滑動摩擦力.a與b的質(zhì)量之比為()(導(dǎo)學(xué)號51090192)a.112b.1-1212c.1+1212d.2+1212答案:b解析:對滑塊a,f=2(ma+mb)g;對滑塊b,mbg=1f,以上兩式聯(lián)立得mamb=1-1212,故b項(xiàng)正確.7.(多選)水平面上質(zhì)量為m的物塊在恒力f作用下(f與水平方向成角)沿水平面勻速滑行,已知物體與水平面間動摩擦因數(shù)為,則物體所受摩擦力大小為()a.mgb.(mg-fcos )c.fcos d.(mg-fsin )答案:cd解析:物體受力如圖,把力f分解在水平方向和豎直方向,由平

7、衡條件得:在水平方向,f=fcos 在豎直方向,fn+fsin =mg選出c,由于f=fn,則有f=(mg-fsin ).8.(多選)如圖所示,氫氣球受風(fēng)力作用而使拉住它的細(xì)線與地面的夾角為,在細(xì)繩被剪斷的瞬間,氣球所受外力的合力為(氫氣球的重力忽略不計(jì))()a.與原來繩子的拉力大小相等,方向相反b.沿風(fēng)力方向,大小等于風(fēng)力c.沿豎直方向向上,大小等于氣球所受的浮力d.與原來繩子的拉力方向相反,大小等于風(fēng)力與浮力的合力答案:ad解析:物體受到三個(gè)力的作用:豎直向上的浮力、水平向右的風(fēng)力、沿著繩子方向的拉力,三個(gè)力的合外力為零,故風(fēng)力和浮力的合力與繩子拉力等大反向.當(dāng)把繩子剪斷后,物體受到的風(fēng)力

8、和浮力與沒剪斷之前相同,所以兩者的合力沿著繩子的反方向.能力提升9.(多選)(2015廣東理綜)如圖所示,三條繩子的一端都系在細(xì)直桿頂端,另一端都固定在水平地面上,將桿豎直緊壓在地面上,若三條繩子長度不同,下列說法正確的有()(導(dǎo)學(xué)號51090136)a.三條繩子中的張力都相等b.桿對地面的壓力大于自身重力c.繩子對桿的拉力在水平方向的合力為零d.繩子拉力的合力與桿的重力是一對平衡力答案:bc解析:對桿受力分析,桿受重力、三條繩子斜向下的拉力、地面的支持力,桿所受向上的支持力與重力和三拉力的合力是一對平衡力,所以選項(xiàng)d錯(cuò)誤;支持力大于重力,由牛頓第三定律知,桿對地面的壓力大于自身重力,故選項(xiàng)b

9、正確;由于桿處于平衡狀態(tài),則桿在水平面內(nèi)的合力也應(yīng)為零,所以繩子對桿的拉力在水平方向的合力為零,故選項(xiàng)c正確;三條繩子與水平面的夾角不同,而三條繩子拉力在水平面內(nèi)分量的矢量和為零,所以三條繩子中的張力不相等,故選項(xiàng)a錯(cuò)誤.10.(多選)2015年8月24日北京夜光風(fēng)箏比賽現(xiàn)場,某段時(shí)間內(nèi)某小賽手和風(fēng)箏均保持靜止?fàn)顟B(tài),此時(shí)風(fēng)箏平面與水平面夾角為30°,風(fēng)箏的質(zhì)量為m=1 kg,輕質(zhì)細(xì)線中的張力為ft=10 n,該同學(xué)的質(zhì)量為m0=29 kg,則以下說法正確的是(風(fēng)對風(fēng)箏的作用力認(rèn)為與風(fēng)箏垂直,g取10 m/s2)()(導(dǎo)學(xué)號51090137)a.風(fēng)對風(fēng)箏的作用力為103 nb.細(xì)線與水

10、平面間的夾角為30°c.人對地面的摩擦力方向水平向左d.人對地面的壓力大小等于人和風(fēng)箏整體的重力,即300 n答案:ab解析:對風(fēng)箏進(jìn)行受力分析,如圖所示,將所有的力沿風(fēng)箏和垂直于風(fēng)箏進(jìn)行正交分解,則 ftcos =mgcos 60°,ftsin +mgsin 60°=f,可得=60°,f=103 n,線與風(fēng)箏成60°角,也就是與水平面成30°角,因此選項(xiàng)a、b正確.將風(fēng)箏和人視為一個(gè)整體,由于受風(fēng)力向右上方,因此地面對人的摩擦力水平向左,人對地面的摩擦力水平向右,選項(xiàng)c錯(cuò)誤;由于風(fēng)有向上的分力,因此人對地面的壓力小于風(fēng)箏和人的重力3

11、00 n,故選項(xiàng)d錯(cuò)誤.11.如圖所示,用一根繩子a把物體掛起來,再用另一根水平的繩子b把物體拉向一邊固定起來.物體的重力是40 n,繩子a與豎直方向的夾角=30°,繩子a和b對物體的拉力分別是多大?答案:46.2 n23.1 n解析:對物體受力分析,如圖所示,物體受三個(gè)力作用:繩子a的拉力fa,繩子b的拉力fb,重力g,這三個(gè)力平衡,由三角形定則fa、fb、g必構(gòu)成首尾相接的封閉矢量三角形,如圖所示,則有fb=gtan 30°=40×33 n=23.1 n fa=gcos30°=4032 n=46.2 n.12.如圖所示,用繩ac和bc吊起一個(gè)重50

12、n的物體,兩繩ac、bc與豎直方向的夾角分別為30°和45°.求繩ac和bc對物體的拉力.答案:50(3-1) n25(6-2) n解析:以c為原點(diǎn)作直角坐標(biāo)系.設(shè)x軸水平,y軸豎直,在圖上標(biāo)出fac和fbc在x軸和y軸上的分力,如圖所示,即facx=facsin 30°=12facfacy=faccos 30°=32facfbcx=fbcsin 45°=22fbcfbcy=fbccos 45°=22fbc在x軸上,facx與fbcx大小相等,即12fac=22fbc在y軸上,facy與fbcy的合力與重力相等,即32fac+22fb

13、c=50 n解兩式得:繩bc的拉力fbc=25(6-2) n繩ac的拉力fac=50(3-1) n.13.如圖所示,質(zhì)量為m1=5 kg的滑塊置于一粗糙的斜面上,用一平行于斜面的大小為30 n的力f推滑塊,滑塊沿斜面向上勻速運(yùn)動,斜面體質(zhì)量m2=10 kg,且始終靜止,g取10 m/s2,求:(導(dǎo)學(xué)號51090138)(1)斜面對滑塊的摩擦力大小;(2)地面對斜面體的摩擦力和支持力的大小.答案:(1)5 n(2)153 n135 n解析:(1)用隔離法:對滑塊受力分析,如圖甲所示,在平行斜面的方向上f=m1gsin 30°+f,f=f-m1gsin 30°=(30-5×10×0.5) n=5 n.(2)用整體法:因兩個(gè)物體均處于平衡狀態(tài),故可以將滑塊與斜面體看作一個(gè)整體來