共點(diǎn)力的平衡習(xí)題課導(dǎo)學(xué)案高一上學(xué)期物理人教版

第5節(jié)《共點(diǎn)力的平衡習(xí)題課》導(dǎo)學(xué)案一：選擇題1.重力為G的體操運(yùn)動(dòng)員在進(jìn)行自由體操比賽時(shí)，有如圖所示的比賽動(dòng)作，當(dāng)運(yùn)動(dòng)員豎直倒立保持靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，兩手臂對(duì)稱支撐，夾角為θ，則()A．當(dāng)θ＝60°時(shí)，運(yùn)動(dòng)員單手對(duì)地面的壓力大小為eq\f(G,2)B．當(dāng)θ＝120°時(shí)，運(yùn)動(dòng)員單手對(duì)地面的壓力大小為GC．當(dāng)θ不同時(shí)，運(yùn)動(dòng)員受到的合力不同D．當(dāng)θ不同時(shí)，運(yùn)動(dòng)員與地面之間的相互作用力不相等2.如圖所示，在水平天花板上用繩AC、BC和CD吊起一個(gè)物體，使其處于靜止?fàn)顟B(tài)，結(jié)點(diǎn)為C，繩子的長(zhǎng)度分別為AC＝4dm，BC＝3dm，懸點(diǎn)A、B間距為5dm。則AC繩、BC繩、CD繩上的拉力大小之比為()A．40∶30∶24B．4∶3∶5C．3∶4∶5因CD繩長(zhǎng)未知，故無法確定3．節(jié)日里懸掛燈籠的一種方式如圖所示，A、B兩點(diǎn)等高，O為結(jié)點(diǎn)，輕繩AO、BO長(zhǎng)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大小不相等D．FA與FB大小之和等于G4.如圖所示，質(zhì)量為m的物體用輕繩AB懸掛于天花板上，用水平向左的力F拉著繩上的點(diǎn)O，使AO與豎直方向的夾角為θ，物體處于平衡狀態(tài)，則拉力F的大小為()A．F＝mgsinθ B．F＝mgtanθC．F＝eq\f(mg,cosθ) D．F＝eq\f(mg,tanθ)5.在如圖所示的四幅圖中，AB、BC均為輕質(zhì)桿，各圖中桿的A、C端都通過鉸鏈與墻連接，兩桿都在B處由鉸鏈相連接。下列說法正確的是()A．圖中的AB桿可以用與之等長(zhǎng)的輕繩代替的有甲、乙B．圖中的AB桿可以用與之等長(zhǎng)的輕繩代替的有甲、丙、丁C．圖中的BC桿可以用與之等長(zhǎng)的輕繩代替的有乙、丙D．圖中的BC桿可以用與之等長(zhǎng)的輕繩代替的有乙、丁6．(2021·廣州市天河中學(xué)高一開學(xué)考試)如圖所示，一物塊置于水平地面上，當(dāng)用與水平方向成53°角的力F1拉物塊時(shí)，物塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)；改用與水平方向成37°角的力F2推物塊時(shí)，物塊仍做勻速直線運(yùn)動(dòng)。若F1和F2的大小相等，則物塊與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為(已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)(A)A．eq\f(1,7) B．eq\f(1,5)C．eq\f(1,3) D．eq\f(3,5)7.“奇跡石”位于挪威謝拉格山的山頂之上，在兩個(gè)懸崖M、N之間夾著一塊大約5立方米的大石頭P，這塊石頭奇跡般的卡在兩個(gè)豎直絕壁間，所以被叫作“奇跡石”。關(guān)于石頭P的受力，下列說法正確的是()A．M、N對(duì)P沒有摩擦力B．M、N對(duì)P沒有彈力C．P受到的摩擦力與P的重力大小相等D．P受到的摩擦力大于P的重力8.(多選)如圖所示,形狀相同的物塊A、B,其截面為直角三角形,相對(duì)擺放在粗糙水平地面上,光滑球體C架在兩物塊的斜面上,系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài),已知物塊A、B的質(zhì)量都為M,θ=60°,光滑球體C質(zhì)量為m,重力加速度為g,則以下說法正確的是 ()123232D.物塊A對(duì)地面的壓力大小為Mg+12二，計(jì)算題9物體置于粗糙的斜面上，給該物體施加一個(gè)平行于斜面的力，當(dāng)此力為100N且沿斜面向上時(shí)，物體恰能沿斜面向上勻速運(yùn)動(dòng)；當(dāng)此力為20N且沿斜面向下時(shí)，物體恰能在斜面上向下勻速運(yùn)動(dòng)，求施加此力前物體在斜面上受到的摩擦力。10.如圖甲所示，細(xì)繩AD跨過固定的水平輕桿BC右端的定滑輪掛住一個(gè)質(zhì)量為M1的物體，∠ACB＝30°；圖乙中輕桿HG的一端用鉸鏈固定在豎直墻上，另一端G通過細(xì)繩EG拉住，EG與水平方向也成30°，在輕桿的G點(diǎn)用細(xì)繩GF拉住一個(gè)質(zhì)量為M2的物體，求：(1)細(xì)繩AC段的張力FTAC與細(xì)繩EG的張力FTEG之比；(2)輕桿BC對(duì)C端的支持力；(3)輕桿HG對(duì)G端的支持力。答案第5節(jié)《共點(diǎn)力的平衡習(xí)題課》導(dǎo)學(xué)案1.[解析]運(yùn)動(dòng)員受力模型如圖所示，地面對(duì)手的支持力F1＋F2＝G，則F1＝F2＝eq\f(G,2)，即運(yùn)動(dòng)員單手對(duì)地面的壓力大小為eq\f(G,2)，與夾角θ無關(guān)，選項(xiàng)A正確，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；不管夾角如何，運(yùn)動(dòng)員處于靜止?fàn)顟B(tài)，受到的合力為零，與地面之間的相互作用力總是等大，選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤。2.【解析】：選C對(duì)三條繩的結(jié)點(diǎn)C進(jìn)行受力分析，如圖所示，由共點(diǎn)力平衡的條件知，AC、BC繩上拉力的合力與CD繩上的拉力等大反向。由幾何關(guān)系知，AC繩、BC繩、CD繩上的拉力大小之比為3∶4∶5，所以C正確。3．【解析】：選B由A、B兩點(diǎn)等高且輕繩AO、BO長(zhǎng)度相等，可知FA與FB大小相等，B正確，C錯(cuò)誤；繩子與豎直方向夾角不確定，所以拉力與重力的大小無法確定，A錯(cuò)誤；FA與FB矢量之和等于G，不是大小之和等于G，D錯(cuò)誤。4.【解析】選B。以結(jié)點(diǎn)O為研究對(duì)象，受力分析如圖所示。由題可知，豎直繩的張力等于mg，保持不變；根據(jù)平衡條件可知FTcosθ－mg＝0，F(xiàn)Tsinθ－F＝0，由此兩式可得F＝mgtanθ，選項(xiàng)B正確。5.【解析】輕繩只能產(chǎn)生拉力，而桿可產(chǎn)生拉力也可產(chǎn)生推力，故繩能代替桿的情況只有當(dāng)桿中產(chǎn)生的是拉力時(shí)。題圖甲、丁中AB桿中是拉力、BC桿中是推力；題圖乙中兩桿均是推力；題圖丙兩桿均是拉力，只有B正確。[答案]B6．【解析】設(shè)物體重力為mg，當(dāng)用與水平方向成53°角的力F1拉物塊時(shí)，對(duì)物體受力分析，正交分解可得F1cos53°＝μFN1，F(xiàn)1sin53°＋FN1＝mg當(dāng)改用與水平方向成37°角的力F2推物塊時(shí)，對(duì)物體受力分析，正交分解可得F2cos37°＝μFN2，F(xiàn)2sin37°＋mg＝FN2，又滿足F2＝F1聯(lián)立代入數(shù)據(jù)可解得μ＝eq\f(1,7)，故選A。7.【解析】M、N對(duì)P有豎直向上的摩擦力，故A錯(cuò)誤；因?yàn)镸、N對(duì)P有摩擦力，所以M、N對(duì)P一定有彈力，故B錯(cuò)誤；P在豎直方向平衡，P受到的摩擦力與P的重力是一對(duì)平衡力，大小相等，故C正確，D錯(cuò)誤。8.【解析】BD以球體C為研究對(duì)象,其受到斜向上的兩個(gè)彈力作用,兩個(gè)彈力的合力豎直向上,大小等于光滑球體的重力,受力分析如圖所示,由幾何關(guān)系可知,彈力大小為mg,C項(xiàng)錯(cuò)誤;以A為研究對(duì)象,C對(duì)A的正壓力大小為mg,其在水平方向上的分力等于地面對(duì)物塊A的靜摩擦力大小,由此可知靜摩擦力大小為32mg,A項(xiàng)錯(cuò)誤,B項(xiàng)正確;以A、B、C整體為研究對(duì)象,所受重力為2Mg+mg,支持力為2Mg+mg,由對(duì)稱性可知A所受地面支持力為Mg+mg9.【解析】物體沿斜面向上運(yùn)動(dòng)時(shí)受力分析如圖甲所示。由共點(diǎn)力的平衡條件得x軸：F1－Ff1－mgsinα＝0，y軸：mgcosα－FN1＝0又Ff1＝μFN1物體沿斜面向下運(yùn)動(dòng)時(shí)受力分析如圖乙所示。由共點(diǎn)力的平衡條件得x軸：Ff2－F2－mgsinα＝0，y軸：mgcosα－FN2＝0又Ff2＝μFN2，F(xiàn)f1＝Ff2＝Ff以上各式聯(lián)立得：Ff1＝Ff2＝Ff＝eq\f(F1＋F2,2)代入數(shù)據(jù)得：Ff＝eq\f(100＋20,2)N＝60N，mgsinα＝40N當(dāng)不施加此力時(shí)，物體受重力沿斜面向下的分力mgsinα<Ff故物體靜止在斜面上，受到的靜摩擦力Ff′＝mgsinα＝40N答案：40N10.[解析]題圖甲和乙中的兩個(gè)物體都處于平衡狀態(tài)，根據(jù)平衡的條件，首先判斷與物體相連的細(xì)繩，其拉力大小等于物體的重力；分別取C點(diǎn)和G點(diǎn)為研究對(duì)象，進(jìn)行受力分析如圖1、2所示，根據(jù)平衡規(guī)律可求解。(1)圖1中細(xì)繩AD跨過定滑輪拉住質(zhì)量為M1的物體，物體處于平衡狀態(tài)，細(xì)繩AC段的拉力FTAC＝FTCD＝M1g圖2中由FTEGsin30°＝M2g，得FTEG＝2M2g。所以eq\f(FTAC,FTEG)＝eq\f(M1,2M2)。(2)圖1中，三個(gè)力之間的夾角都為120°，根據(jù)平衡規(guī)律有FNC＝FTAC＝M1g，方向與水平方