2019-2020學(xué)年新教材高中物理課時(shí)跟蹤訓(xùn)練十八共點(diǎn)力的平衡含解析魯科版必修第一冊(cè)

PAGE5-課時(shí)跟蹤訓(xùn)練(十八)共點(diǎn)力的平衡A級(jí)—學(xué)考達(dá)標(biāo)1．下面關(guān)于共點(diǎn)力的平衡與平衡條件的說法正確的是()A．物體所受的合外力為零時(shí)不一定處于平衡狀態(tài)B．物體的速度方向改變時(shí)，物體可能處于平衡狀態(tài)C．物體處于平衡狀態(tài)時(shí)，所受合力一定為零D．物體處于平衡狀態(tài)時(shí)一定靜止解析：選C共點(diǎn)力作用下物體的平衡狀態(tài)是物體處于靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)，即F合＝0，a＝0的狀態(tài)，故C正確。2．重60N的物體放在水平地面上，現(xiàn)用35N的豎直向上的拉力提物體，則物體所受的合力是()A．25NB．95NC．0D．因?yàn)椴恢矬w所處狀態(tài)，故無(wú)法判斷解析：選C物體受到的豎直向上的拉力小于重力，物體還受到支持力作用，在三力作用下處于平衡狀態(tài)，故合力為0。3．如圖所示，木塊在拉力F作用下，沿水平面向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則力F與摩擦力的合力方向一定是()A．向上偏右 B．向上偏左C．向左 D.豎直向上解析：選D物體受重力、支持力、拉力F、摩擦力四個(gè)力作用而平衡，由共點(diǎn)力的平衡條件可知，拉力F與摩擦力的合力一定與重力和支持力的合力等大反向，即豎直向上，D項(xiàng)對(duì)。4.如圖所示，某質(zhì)點(diǎn)在共點(diǎn)力F1、F2、F3作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)將F1順時(shí)針旋轉(zhuǎn)60°，其他力均保持不變，那么該質(zhì)點(diǎn)的合力大小為()A．F1 B．F2＋F3C．F3 D.F1＋F2解析：選A質(zhì)點(diǎn)在3個(gè)共點(diǎn)力平衡中任意兩個(gè)力的合力與第三個(gè)力等值、反向、共線，故除F1外的兩個(gè)力F2、F3的合力大小等于F1，方向與F1反向；現(xiàn)將F1順時(shí)針旋轉(zhuǎn)60°，根據(jù)平行四邊形定則可知，兩個(gè)大小均為F1且互成120°的力合成時(shí)，合力在兩個(gè)分力的角平分線上，大小等于分力F1，故此時(shí)質(zhì)點(diǎn)所受到的合力大小為F1，故選項(xiàng)A正確。5.如圖為節(jié)日里懸掛燈籠的一種方式，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G解析：選B由等高等長(zhǎng)知，左右兩個(gè)拉力大小相等，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(wú)法確定，A錯(cuò)誤；FA與FB矢量之和等于G，不是大小之和，D錯(cuò)誤。6.如圖所示，將一長(zhǎng)方形木塊鋸開為A、B兩部分后，靜止放置在水平地面上。則()A．B受到三個(gè)力作用B．B受到五個(gè)力作用C．A對(duì)B的作用力方向豎直向下D．A對(duì)B的作用力方向垂直于它們的接觸面向下解析：選C物體B受到重力、地面的支持力、A對(duì)B垂直于接觸面的壓力、A對(duì)B的摩擦力，共4個(gè)力的作用，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；A對(duì)B有垂直接觸面的壓力和沿接觸面向下的摩擦力，兩個(gè)力的合力豎直向下，故選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤。7．如圖所示，將兩根勁度系數(shù)均為k、原長(zhǎng)均為L(zhǎng)的輕彈簧，一端固定在水平天花板上相距為2L的兩點(diǎn)，另一端共同連接一質(zhì)量為m的物體，平衡時(shí)彈簧與豎直方向的夾角為37°。若將物體的質(zhì)量變?yōu)镸，平衡時(shí)彈簧與豎直方向的夾角為53°(sin37°＝0.6)，則eq\f(M,m)等于()A.eq\f(9,32) B．eq\f(9,16)C.eq\f(3,8) D.eq\f(3,4)解析：選A由平衡條件，對(duì)左圖列方程：2kx1cos37°＝mg，(L＋x1)sin37°＝L，對(duì)右圖列方程：2kx2cos53°＝Mg，(L＋x2)sin53°＝L，聯(lián)立解得eq\f(M,m)＝eq\f(9,32)，選項(xiàng)A正確。8.如圖所示，一光滑斜面固定在地面上，重力為G的物體在一水平推力F的作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)。若斜面的傾角為θ，則()A．F＝GcosθB．F＝GsinθC．物體對(duì)斜面的壓力FN＝GcosθD．物體對(duì)斜面的壓力FN＝eq\f(G,cosθ)解析：選D物體受力如圖所示，根據(jù)平衡條件，F(xiàn)、FN′的合力與重力等大反向，則有F＝Gtanθ，F(xiàn)N＝FN′＝eq\f(G,cosθ)，故只有D選項(xiàng)正確。9.三段不可伸長(zhǎng)的輕繩OA、OB、OC共同懸掛一質(zhì)量為m的物塊，如圖所示，其中A端、B端都固定，OB沿水平方向，OA與豎直方向的夾角為θ，重力加速度用g表示。(1)畫出結(jié)點(diǎn)O受力的示意圖；(2)求OA繩上拉力的大小F。解析：(1)以結(jié)點(diǎn)O為研究對(duì)象，受力分析如圖所示。(2)根據(jù)平衡條件，結(jié)合O點(diǎn)受力示意圖可知：F＝FOA＝eq\f(mg,cosθ)。答案：(1)見解析圖(2)eq\f(mg,cosθ)B級(jí)—選考提能10.[多選]如圖所示，一只半徑為R的半球形碗倒扣在水平桌面上，處于靜止?fàn)顟B(tài)。一質(zhì)量為m的螞蟻(未畫出)在離桌面高度為eq\f(4,5)R處停在碗上。關(guān)于螞蟻的受力情況，下列說法正確的是(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)()A．碗面對(duì)螞蟻的摩擦力為0.6mgB．碗面對(duì)螞蟻的摩擦力為0.8mgC．碗面對(duì)螞蟻的支持力為0.8mgD．碗面對(duì)螞蟻的支持力為0.6mg解析：選AC螞蟻受重力、支持力和靜摩擦力，螞蟻受力如圖所示，由幾何知識(shí)得：cosθ＝eq\f(\f(4,5)R,R)＝0.8；則sinθ＝0.6，由平衡條件得：Fm＝mgsinθ＝0.6mg，N＝mgcosθ＝0.8mg。故A、C正確，B、D錯(cuò)誤。11．體育器材室里，籃球擺放在如圖所示的球架上。已知球架的寬度為d，每只籃球的質(zhì)量為m、直徑為D，不計(jì)球與球架之間摩擦，則每只籃球?qū)σ粋?cè)球架的壓力大小為()A.eq\f(1,2)mg B．eq\f(mgD,d)C.eq\f(mgD,2\r(D2－d2)) D.eq\f(2mg\r(D2－d2),D)解析：選C以任意一只籃球?yàn)檠芯繉?duì)象，分析受力情況，設(shè)球架對(duì)籃球的支持力N與豎直方向的夾角為α，由幾何知識(shí)得：sinα＝eq\f(d,D)，則cosα＝eq\f(\r(D2－d2),D)根據(jù)平衡條件得：2Ncosα＝mg解得：N＝eq\f(mgD,2\r(D2－d2))則得籃球?qū)η蚣艿膲毫Υ笮椋篘′＝N＝eq\f(mgD,2\r(D2－d2))，故選C。12．如圖，質(zhì)量為m1＝1kg的物體甲通過三段輕繩懸掛，三段輕繩的結(jié)點(diǎn)為O，輕繩OB水平且B端與放置在水平面上的質(zhì)量為m2＝4kg的物體乙相連，輕繩OA與豎直方向的夾角θ＝37°，物體甲、乙都靜止。(已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，tan37°＝0.75，g取10m/s2)求：(1)輕繩OA、OB受到的拉力大??；(2)物體乙受到的摩擦力。解析：(1)對(duì)結(jié)點(diǎn)O，作出受力示意圖如圖所示，由平衡條件有：cosθ＝eq\f(m1g,TA)①tanθ＝eq\f(TB,m1g)②解得TA＝eq\f(5,4)m1g＝eq\f(5,4)×10N＝12.5N，TB＝eq\f(3,4)m1g＝eq\f(3,4)×10N＝7.5N；(2)對(duì)于乙物體，根據(jù)平衡條件，摩擦力F＝TB＝7.5N，方向水平向左。答案：(1)12.5N7.5N(2)7.5N，方向水平向左13．如圖所示，一個(gè)半球形的碗放在桌面上，碗口水平，O點(diǎn)為其球心，碗的內(nèi)表面及碗口是光滑的。一根細(xì)線跨在碗口上，線的兩端分別系有質(zhì)量為m1和m2的小球，當(dāng)它們處于平衡狀態(tài)時(shí)，質(zhì)量為m1的小球與O點(diǎn)的連線和水平線的夾角α＝60°，求兩個(gè)球的質(zhì)量比eq\f(m2,m1)。解析：選取m1為