2024-2025學(xué)年高中物理第4章1共點(diǎn)力作用下物體的平衡練習(xí)含解析教科版必修1

PAGEPAGE51.共點(diǎn)力作用下物體的平衡課時(shí)過(guò)關(guān)·實(shí)力提升一、基礎(chǔ)鞏固1.物體在共點(diǎn)力作用下,下列說(shuō)法正確的是()A.物體的速度在某一時(shí)刻等于零時(shí),物體肯定處于平衡狀態(tài)B.物體相對(duì)于另一物體保持靜止時(shí),物體肯定處于平衡狀態(tài)C.物體所受合力為零時(shí),物體肯定處于平衡狀態(tài)D.物體做勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí),物體肯定處于平衡狀態(tài)解析:物體處于平衡狀態(tài),從運(yùn)動(dòng)狀態(tài)看,物體保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng),從受力狀況看,合外力為零,即加速度也為零,選項(xiàng)A、D錯(cuò)誤.B中該物體相對(duì)地面不肯定靜止,選項(xiàng)B錯(cuò)誤.答案:C2.下列狀況中,探討對(duì)象處于平衡狀態(tài)的是()A.高速馬路上勻速直線行駛的汽車(chē)B.百米競(jìng)賽中運(yùn)動(dòng)員的起跑瞬間C.隕石進(jìn)入大氣層受到很大阻力劃出一條亮線而減速D.乘客在加速的列車(chē)中靜止不動(dòng)解析:依據(jù)平衡狀態(tài)的特征勻速或靜止,或者說(shuō)加速度等于零,A選項(xiàng)中的汽車(chē)是平衡狀態(tài),B、C、D均不是,故選A.答案:A3.(多選)下列關(guān)于共點(diǎn)力的平衡與平衡條件的說(shuō)法正確的是()A.相對(duì)靜止的兩個(gè)物體都處于平衡狀態(tài)B.物體做自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí)處于平衡狀態(tài)C.假如物體處于平衡狀態(tài),則物體沿隨意方向的合力都必為零D.假如物體受到三個(gè)共點(diǎn)力的作用而處于平衡狀態(tài),則隨意兩個(gè)力的合力與第三個(gè)力大小相等、方向相反解析:兩個(gè)物體相對(duì)靜止可能以相同的速度做變速運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)A錯(cuò)誤;物體做自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí)具有加速度,不是平衡狀態(tài),選項(xiàng)B錯(cuò)誤;物體處于平衡狀態(tài)時(shí),滿意F合=0的條件,又因要F合=0,必需要Fx、Fy同時(shí)為零,故物體沿隨意方向的合力都必為零,選項(xiàng)C正確;假如物體受到三個(gè)共點(diǎn)力的作用而處于平衡狀態(tài),要滿意F合=0的條件,則隨意兩個(gè)力的合力必與第三個(gè)力大小相等、方向相反,所以選項(xiàng)D正確.答案:CD4.如圖所示,光滑半球形容器固定在水平面上,O為球心.一質(zhì)量為m的小滑塊,在水平力F的作用下靜止于P點(diǎn).設(shè)滑塊所受支持力為N,OP與水平方向的夾角為θ.下列關(guān)系正確的是()A.F=C.N=解析:對(duì)滑塊受力分析,由滑塊的平衡條件可得Nsinθ=mg,Ncosθ=F,聯(lián)立解得N=mgsin答案:A5.(2024·全國(guó)卷Ⅲ)如圖所示,兩個(gè)輕環(huán)a和b套在位于豎直面內(nèi)的一段固定圓弧上;一細(xì)線穿過(guò)兩輕環(huán),其兩端各系一質(zhì)量為m的小球.在a和b之間的細(xì)線上懸掛一小物塊.平衡時(shí),a、b間的距離恰好等于圓弧的半徑.不計(jì)全部摩擦.小物塊的質(zhì)量為()A.C.m D.2m解析:由幾何關(guān)系知,△Oab為等邊三角形,故∠AaO=θ1=30°;設(shè)細(xì)線中的拉力為FT,同一根繩子中的拉力大小到處相等,故FT=mg,對(duì)a處受力分析知,θ1=θ2=30°,則θ3=30°,故α=60°,對(duì)結(jié)點(diǎn)C分析可知,2FTcosα=m物g,解得m物=m,選項(xiàng)C正確.答案:C6.受斜向上的恒定拉力作用,物體在粗糙水平面上做勻速直線運(yùn)動(dòng),則下列說(shuō)法正確的是()A.拉力在豎直方向的重量肯定大于重力B.拉力在豎直方向的重量肯定等于重力C.拉力在水平方向的重量肯定大于摩擦力D.拉力在水平方向的重量肯定等于摩擦力解析:物體做勻速直線運(yùn)動(dòng),則在水平方向和豎直方向的合力均等于零.拉力在豎直方向的重量與地面對(duì)物體的支持力的合力肯定等于重力,即拉力在豎直方向的重量肯定小于重力,拉力在水平方向的重量肯定等于摩擦力.選項(xiàng)D正確.答案:D7.如圖所示,一質(zhì)量為M的探測(cè)氣球在勻速下落,若氣球所受浮力F始終保持不變,氣球在運(yùn)動(dòng)過(guò)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,則需從氣球吊籃中削減的質(zhì)量為()A.2(M-C.2M-解析:設(shè)削減的質(zhì)量為Δm,勻速下降時(shí):Mg=F+kv,勻速上升時(shí):Mg-Δmg+kv=F,解得Δm=2(M-Fg答案:A二、實(shí)力提升1.下列幾組共點(diǎn)力分別作用于同一物體上,其中不行能使物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)的是()A.1N、2N、3N B.1N、3N、5NC.2N、3N、4N D.3N、3N、3N解析:若三個(gè)力的合力為零,則隨意一個(gè)力介于其他兩個(gè)力合力的最大值和最小值之間,只有選項(xiàng)B中三個(gè)力的合力不行能為零,而其他選項(xiàng)三個(gè)力的合力均可能等于零.選項(xiàng)B符合題意.答案:B2.(多選)如圖所示,豎直放置的輕彈簧一端固定在水平地面上,另一端與斜面體P連接,P與固定擋板MN接觸且處于靜止?fàn)顟B(tài),則斜面體P此刻所受到的外力個(gè)數(shù)有可能為()A.2 B.3C.4 D.5解析:MN與P接觸時(shí)有兩種狀況,若接觸時(shí)無(wú)彈力,此時(shí)P受重力和彈簧的支持力,A項(xiàng)正確;若接觸時(shí)有彈力,則P平衡時(shí)必定還受到沿斜面對(duì)下的靜摩擦力,因此P應(yīng)受4個(gè)力作用,故C項(xiàng)正確.答案:AC3.某物體受四個(gè)力的作用而處于靜止?fàn)顟B(tài),保持其他三個(gè)力的大小和方向均不變,使另一個(gè)大小為F的力的方向轉(zhuǎn)過(guò)90°,則欲使物體仍能保持靜止?fàn)顟B(tài),必需再加上一個(gè)大小為多少的力()A.F B.解析:物體受四個(gè)力作用而處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí),F與其余三個(gè)力的合力(設(shè)為F')等大、反向,當(dāng)F轉(zhuǎn)過(guò)90°時(shí),F'與F夾角為90°,又F'=F,兩個(gè)力的合力F合=2F答案:B4.如圖所示,放置在水平地面上的物塊受到力F的作用保持靜止,現(xiàn)使力F增大,物塊仍舊靜止,則()A.物塊受到的摩擦力肯定不變B.物塊對(duì)地面的壓力肯定減小C.物塊受到的摩擦力肯定減小D.物塊受到的合力肯定增加解析:物體受力如圖所示,設(shè)力F與水平方向的夾角為α,由平衡條件可知f=Fcosα,N+Fsinα=mg,故當(dāng)F增大時(shí),f變大,支持力N減小,即物體對(duì)地面的壓力減小.因物體仍處于靜止?fàn)顟B(tài),故合力仍為零.選項(xiàng)B正確.答案:B5.如圖所示,質(zhì)量為M的楔形物塊靜置在水平地面上,其斜面的傾角為θ.斜面上有一質(zhì)量為m的小物塊,小物塊與斜面之間存在摩擦.用恒力F沿斜面對(duì)上拉小物塊,使之勻速上滑.在小物塊運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,楔形物塊始終保持靜止.地面對(duì)楔形物塊的支持力為()A.(M+m)g B.(M+m)g-FC.(M+m)g+Fsinθ D.(M+m)g-Fsinθ解析:本題可用整體法分析,豎直方向由平衡條件得Fsinθ+N=mg+Mg,則N=mg+Mg-Fsinθ.選項(xiàng)D正確.答案:D6.(多選)如圖所示,OA為遵從胡克定律的彈性輕繩,其一端固定于天花板上的O點(diǎn),另一端與靜止在動(dòng)摩擦因數(shù)恒定的水平地面上的滑塊連接于A點(diǎn).當(dāng)繩處于豎直位置時(shí),滑塊對(duì)地面有壓力作用.B點(diǎn)處有一緊挨繩的光滑小釘,它到天花板的距離BO等于彈性繩的自然長(zhǎng)度.現(xiàn)有一水平力F作用于滑塊,使滑塊向右緩慢地沿直線運(yùn)動(dòng),則在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中()A.水平拉力F保持不變B.地面對(duì)滑塊的摩擦力保持不變C.地面對(duì)滑塊的摩擦力變小D.地面對(duì)滑塊的支持力保持不變解析:物體受到重力mg、支持力N、水平力F、摩擦力f、彈性繩的彈力F'.θ為滑塊向右運(yùn)動(dòng)時(shí)彈性繩BC段與水平面的夾角.摩擦力為滑動(dòng)摩擦力f=μN(yùn),N=mg-F'sinθ,F'=kBC聯(lián)立以上三式得N=mg-kBCsinθ=mg-kBA,f=μ(mg-kBA)而F=f+F'cosθ=f+kBCcosθ=f+kAC可見(jiàn),地面對(duì)滑塊的支持力N保持不變,地面對(duì)滑塊的摩擦力f保持不變,水平拉力F漸漸增大.選項(xiàng)B、D正確.答案:BD7.用輕彈簧豎直懸掛質(zhì)量為m的物體,靜止時(shí)彈簧伸長(zhǎng)量為x.現(xiàn)用該彈簧沿斜面方向拉住質(zhì)量