2024-2025學(xué)年新教材高中物理第三章相互作用-力5共點(diǎn)力的平衡訓(xùn)練含解析新人教版必修第一冊(cè)

PAGE8-共點(diǎn)力的平衡合格考訓(xùn)練(25分鐘·滿分60分))一、選擇題(本題共8小題，每題6分，共48分)1．夏天雨后的早晨，一只蝸牛沿著一片傾斜的樹葉緩慢向上爬行，如圖所示。下列說法中正確的是(D)A．蝸牛對(duì)樹葉的壓力大小等于蝸牛的重力大小B．樹葉對(duì)蝸牛的摩擦力沿樹葉斜向下C．樹葉受到的壓力與蝸牛受到的支持力是一對(duì)平衡力D．樹葉對(duì)蝸牛的作用力大小等于蝸牛的重力大小解析：蝸牛對(duì)樹葉的壓力大小小于蝸牛的重力大小，A錯(cuò)；樹葉對(duì)蝸牛的摩擦力沿樹葉向上，B錯(cuò)；樹葉受到的壓力與蝸牛受到的支持力是一對(duì)作用力與反作用力，C錯(cuò)；由共點(diǎn)力的平衡知選項(xiàng)D正確。2．(2024·山東省泰安一中高一上學(xué)期期中)如圖所示，物體A和B均處于靜止?fàn)顟B(tài)，重力分別為13N和7N，不計(jì)彈簧秤和細(xì)線的重力，不考慮一切摩擦，則彈簧秤的讀數(shù)是(B)A．6N B．7NC．13N D．20N解析：以物體B為探討對(duì)象進(jìn)行受力分析，由二力平衡，得繩子上的拉力為：T＝GB＝7N。繩子拉力的大小即為彈簧秤的讀數(shù)，A、C、D錯(cuò)誤，B正確。3．(2024·山東省濰坊市四縣(市)高一上學(xué)期聯(lián)考)屋檐下重為G的風(fēng)鈴被水平風(fēng)力吹起，在偏離豎直方向θ角的位置保持靜止，設(shè)風(fēng)力為F，系風(fēng)鈴的輕繩對(duì)風(fēng)鈴的拉力為T，若F恒定，則下列說法正確的是(D)A．T和G是一對(duì)平衡力B．T肯定小于FC．T與F合力方向豎直向下D．輕繩所受拉力的大小為T＝eq\f(G,cosθ)解析：以風(fēng)鈴為探討對(duì)象受力分析如圖所示，依據(jù)受力圖可知，T與F合力與重力是一對(duì)平衡力，A錯(cuò)誤；由圖可知，T肯定大于F，B錯(cuò)誤；T與F合力與重力是一對(duì)平衡力，方向豎直向上，C錯(cuò)誤；依據(jù)圖中幾何關(guān)系可得輕繩所受拉力的大小為T＝eq\f(G,cosθ)，D正確，故選D。4．(2024·浙江省東陽中學(xué)、東陽外國(guó)語學(xué)校高一上學(xué)期期中)如圖所示，一重為120N的球固定在彈性桿AB的上端，今用測(cè)力計(jì)沿與水平方向成37°角斜向右上方拉球，使桿發(fā)生彎曲，此時(shí)測(cè)力計(jì)的示數(shù)為100N，已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，則桿AB對(duì)球作用力的大小為(B)A．80N B．100NC．110N D．120N解析：球受三個(gè)力的作用，如圖所示，將T分解后再合成，可得F＝100N，故選B。5．如圖所示，置于水平地面的三腳架上固定著一質(zhì)量為m的照相機(jī)。三腳架的三根輕質(zhì)支架等長(zhǎng)，與豎直方向均成30°角，則每根支架中承受的壓力大小為(D)A．eq\f(1,3)mg B．eq\f(2,3)mgC．eq\f(\r(3),6)mg D．eq\f(2\r(3),9)mg解析：照相機(jī)受力平衡，在豎直方向上有：3F·cos30°＝mg，得F＝eq\f(2\r(3)mg,9)，所以D選項(xiàng)正確。6．(2024·黑龍江試驗(yàn)中學(xué)高一上學(xué)期期中)如圖所示，水平橫梁一端B插在墻壁內(nèi)，另一端裝有光滑輕小滑輪C，一輕繩一端A固定于墻壁上，另一端跨過滑輪后懸掛一質(zhì)量為10kg的重物，∠ACB＝30°(g＝10m/s)，則滑輪受到繩子的作用力為(C)A．50N B．50eq\r(3)NC．100N D．100eq\r(3)N解析：滑輪受到繩子作用力大小等于AC和CD兩段輕繩的彈力的合力。同一根輕繩中的彈力大小相等，即TAC＝TCD＝mg＝100N，因?yàn)锳C和CD兩段輕繩成角120°，依據(jù)平行四邊形定則，滑輪受到繩子作用力大小F＝TAC＝TCD＝100N，方向與水平成30°斜向下，故A、B、D錯(cuò)誤，C正確。7．(2024·江西省南昌八一中學(xué)、洪都中學(xué)等六校高一上學(xué)期期末)如圖所示，一串(3個(gè))紅燈籠在水平風(fēng)力的吹動(dòng)下發(fā)生傾斜，懸掛繩與豎直方向的夾角為30°，設(shè)每個(gè)紅燈籠的質(zhì)量均為m，繩子質(zhì)量不計(jì)，則自上往下數(shù)第一個(gè)紅燈籠對(duì)其次個(gè)紅燈籠的拉力大小為(D)A．eq\f(2\r(3),3)mg B．2mgC．4mg D．eq\f(4\r(3),3)mg解析：以下面兩個(gè)燈籠作為整體為探討對(duì)象，進(jìn)行受力分析，如圖：豎直方向：Tcos30°＝2mg得：T＝eq\f(2mg,cos30°)＝eq\f(4\r(3),3)mg，故選D。8．(多選)(2024·河南省鄭州市高一上學(xué)期期末)一名雜技演員在兩幢高10m的樓之間表演“高空走鋼絲”。當(dāng)他緩慢經(jīng)過鋼絲的中點(diǎn)時(shí)，鋼絲與水平方向的夾角為10°。已知演員及橫桿的總質(zhì)量為60kg，鋼絲重量不計(jì)。重力加速度取10m/s2，sin10°≈0.17，下列說法正確的有(BD)A．演員經(jīng)過鋼絲中點(diǎn)時(shí)，鋼絲上的力約為3530NB．演員經(jīng)過鋼絲中點(diǎn)時(shí)，鋼絲上的張力約為1765NC．演員經(jīng)過中點(diǎn)后又向右走了幾步停下來，此時(shí)鋼絲對(duì)演員的作用力方向朝左上方D．假如更換一根更長(zhǎng)的鋼絲表演，演員經(jīng)過鋼絲中點(diǎn)時(shí)，鋼絲繩上的張力會(huì)減小解析：由題知：兩鋼繩的拉力的合力與重力相平衡，如圖所示，則有：2Fsinθ＝mg，可得F＝eq\f(mg,2sinθ)＝eq\f(600,2×0.17)N＝1765N，故A錯(cuò)誤，B正確；當(dāng)演員走幾步停止后依舊平衡，由平衡條件可知繩的張力的合力與重力等大反向，即方向豎直向上，大小為mg；故C錯(cuò)誤；假如換成更長(zhǎng)的鋼絲繩，在中點(diǎn)平衡時(shí)的夾角θ變大，由F＝eq\f(mg,2sinθ)可知繩的張力變小，故D正確。故選BD。二、非選擇題9．(12分)(2024·金華高一檢測(cè))在動(dòng)畫片《熊出沒》中，熊二用一根輕繩繞過樹枝將光頭強(qiáng)懸掛起來，如圖所示，此時(shí)輕繩與水平地面的夾角θ＝37°。已知光頭強(qiáng)的質(zhì)量為60kg，熊二的質(zhì)量為300kg，不計(jì)輕繩與樹枝間的摩擦。(已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g＝10m/s2)求：(1)輕繩對(duì)熊二的拉力的大小；(2)地面對(duì)熊二的支持力的大小；(3)熊二對(duì)地面的摩擦力的大小和方向。答案：(1)600N(2)2640N(3)480N,方向水平向左解析：(1)以光頭強(qiáng)為探討對(duì)象，受力分析，得到拉力T＝mg＝600N；(2)以熊二為探討對(duì)象，受力分析：豎直方向FN＋Tsinθ＝Mg，得到FN＝2640N；(3)水平方向Ff＝Tcosθ，得到：Ff＝480N；由牛頓第三定律，熊二對(duì)地面的摩擦力的大小：Ff′＝Ff＝480N，方向水平向左。等級(jí)考訓(xùn)練(15分鐘·滿分40分))一、選擇題(本題共4小題，每題6分，共24分)1．一質(zhì)量為M的探空氣球在勻速下降，設(shè)氣球所受浮力F始終保持不變，氣球在運(yùn)動(dòng)過程中所受阻力僅與速率有關(guān)，重力加速度為g，現(xiàn)欲使該氣球以同樣速率勻速上升，則須要從氣球吊籃中削減的質(zhì)量為(C)A．2M－eq\f(F,g) B．M－eq\f(2F,g)C．2(M－eq\f(F,g)) D．0解析：設(shè)氣球所受阻力為f，當(dāng)氣球勻速下降時(shí)，由物體的平衡條件知：Mg＝F＋f ①當(dāng)從氣球吊籃中削減質(zhì)量為m的物體后，氣球勻速上升，此時(shí)，有(M－m)g＋f＝F ②由①②式解得m＝2(M－eq\f(F,g))2．(2024·昌平高一期末)如圖為某城市雕塑的一部分。將光滑的球放置在豎直的高擋板AB與豎直的矮擋板CD之間，C與AB擋板的距離小于球的直徑。由于長(zhǎng)時(shí)間作用，CD擋板的C端略向右偏移了少許。則與C端未偏移時(shí)相比，下列說法中正確的是(C)A．AB擋板的支持力變小，C端的支持力變小B．AB擋板的支持力變小，C端的支持力變大C．AB擋板的支持力變大，C端的支持力變大D．AB擋板的支持力變大，C端的支持力變小解析：對(duì)球受力分析，由圖可知，F(xiàn)1＝Gtanθ，F(xiàn)2＝eq\f(G,cosθ)，當(dāng)CD擋板的C端略向右偏移少許時(shí)，θ變大，則F1和F2均變大，故選C。3．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(dòng)，B剛好不下滑，已知A與B間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ1，A與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ2，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，A與B的質(zhì)量之比為(B)A．eq\f(1,μ1μ2) B．eq\f(1－μ1μ2,μ1μ2)C．eq\f(1＋μ1μ2,μ1μ2) D．eq\f(2＋μ1μ2,μ1μ2)解析：對(duì)A、B整體分析，依據(jù)平衡條件，有：F＝μ2(m1＋m2)g ①再對(duì)物體B分析，依據(jù)平衡條件，有：m2g＝μ1F聯(lián)立①②解得：eq\f(m1,m2)＝eq\f(1－μ1μ2,μ1μ2)故選B。4．(多選)(2024·福建省三明市第一中學(xué)高一上學(xué)期期中)如圖所示，登山者連同設(shè)備的總重力為G。某時(shí)刻纜繩和豎直方向的夾角為θ，若登山者手拉纜繩的力大小也為G，則登山者腳對(duì)巖石的作用力(BD)A．方向水平向右 B．方向斜向右下方C．大小為Gtanθ D．大小為2Gsineq\f(θ,2)解析：以登山者為探討對(duì)象，他受到重力G、巖石對(duì)人的作用力N和纜繩的拉力T，如圖，得知登山者腳對(duì)巖石的作用力方向斜向右下方。由力的合成法得：F＝2Gsineq\f(1,2)θ，故選B、D。二、非選擇題5．(16分)如圖所示，放在粗糙斜面上的物塊A和懸掛的物塊B均處于靜止?fàn)顟B(tài)，輕繩AO繞過光滑的定滑輪與輕質(zhì)彈簧的右端及輕繩BO的上端連接于O點(diǎn)。輕質(zhì)彈簧中軸線沿水平方向，輕繩的OC段與豎直方向的夾角θ＝60°，斜面傾角α＝30°，物塊A和B的質(zhì)量分別為mA＝5kg，mB＝1.5kg，彈簧的勁度系數(shù)為k＝500N/m，重力加速度g＝10m/s2。求：(1)彈簧的伸長(zhǎng)量x；(2)物塊A受到的摩擦力f的大小和方向。答案：(1)3eq\解析：(1)以結(jié)點(diǎn)O為探討對(duì)象，受力如圖并正交分解，據(jù)平衡條件有x：kx－Fsin60°＝0 ①y：Fcos60°－