人教版高一物理必修第一冊課時作業(yè)第三章　相互作用——力共點力的平衡

1、新人教版必修第一冊課時作業(yè)第三章相互作用力共點力的平衡一、選擇題1.(多選)下面關(guān)于共點力的平衡與平衡條件的說法正確的是() A.如果物體的運動速度為零,則必處于平衡狀態(tài)B.如果物體的運動速度大小不變,則必處于平衡狀態(tài)C.如果物體處于平衡狀態(tài),則物體沿任意方向的合力都必為零D.如果物體受到三個共點力的作用而處于平衡狀態(tài),則任意兩個力的合力與第三個力大小相等、方向相反2.物體受到共點力的作用,下列說法中正確的是()A.在某一時刻速度等于0的物體一定處于平衡狀態(tài)B.相對于另一物體保持靜止的物體一定處于平衡狀態(tài)C.物體所受合力為0,就一定處于平衡狀態(tài)D.物體做勻加速運動時,一定處于平衡狀態(tài)3.一個物

2、體受到三個共點力的作用,如果三個力的大小為如下各組中的情況,那么有可能使物體處于平衡狀態(tài)的是()A.1 N4 N7 NB.2 N6 N9 NC.2 N5 N8 ND.6 N8 N6 N4.如圖所示,有一只重為G的蜻蜓在空中沿虛線方向勻速直線飛行,在此過程中,蜻蜓受到空氣對它作用力的方向是()A.a方向B.b方向C.c方向D.d方向5.一個質(zhì)量為3 kg的物體被放置在傾角為=30°的固定、光滑斜面上,在如圖所示的甲、乙、丙三種情況下,物體處于平衡狀態(tài)的是(g取10 N/kg)()A.僅甲圖B.僅丙圖C.僅乙圖D.甲、乙、丙圖6.(多選)如圖所示,質(zhì)量為m的木塊A放在質(zhì)量為M的三角形斜劈

3、B上,現(xiàn)用大小均為F、方向相反的水平力分別推A和B,它們均靜止不動(重力加速度大小為g),則() A.A與B之間一定存在摩擦力B.B與地面之間可能存在摩擦力C.B對A的支持力可能小于mgD.地面對B的支持力的大小一定等于(M+m)g7.(多選)如圖所示,質(zhì)量為m、頂角為的直角劈和質(zhì)量為M的正方體放在兩豎直墻和一水平面間,處于靜止?fàn)顟B(tài)。若不計一切摩擦,重力加速度大小為g,則()A.水平面對正方體的彈力大小為(M+m)gB.墻面對正方體的彈力大小為mgtanC.正方體對直角劈的彈力大小為mg cos D.直角劈對墻面的彈力大小為mg sin 8.(多選)如圖所示,兩個相似的斜面體A、B在豎直向上的

4、力F的作用下靜止靠在豎直粗糙墻壁上。關(guān)于斜面體A和B的受力情況,下列說法正確的是()A.A一定受到四個力作用B.B可能受到四個力作用C.B與墻壁之間一定有彈力和摩擦力D.A與B之間一定有摩擦力9.城市中的路燈經(jīng)常用三角形的結(jié)構(gòu)懸掛。如圖所示為這類結(jié)構(gòu)的一種簡化模型。圖中硬桿OB可以繞通過B點且垂直于紙面的軸轉(zhuǎn)動,鋼索和桿的重力都可以忽略。如果懸掛物的重力為G,AO與BO間的夾角為。關(guān)于鋼索OA對O點的拉力和桿OB對O點的支持力,下列說法正確的是()A.鋼索OA對O點的拉力大小為G tan ,方向沿鋼索向上B.鋼索OA對O點的拉力大小為Gtan,方向沿鋼索向上C.桿OB對O點的支持力大小為G t

5、an ,方向沿桿向右D.桿OB對O點的支持力大小為Gtan,方向沿桿向右10.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A恰好不滑動,B剛好不下滑。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()A.112B.1-1212C.1+1212D.2+121211.(多選)一盞電燈重力為G,懸于天花板上的B點,在電線O處系一細線OA,使電線OB與豎直方向的夾角為=30°,OA與水平方向成角,如圖所示?，F(xiàn)保持O點位置不變,使角由0°緩慢增加到90°,在此過程中()A.電

6、線OB上的拉力逐漸減小B.細線OA上的拉力先減小后增大C.細線OA上拉力的最小值為12GD.細線OA上拉力的最小值為32G12.如圖所示,小球放在光滑的墻與裝有鉸鏈的光滑薄板之間,在墻與薄板之間的夾角緩慢地增大到90°的過程中()A.小球?qū)Φ膲毫p小B.小球?qū)Ρ“宓膲毫υ龃驝.小球?qū)Φ膲毫ο葴p小后增大D.小球?qū)Ρ“宓膲毫赡苄∮谇虻闹亓?3.(多選)兩物體A、B按如圖所示連接且處于靜止?fàn)顟B(tài),現(xiàn)在給B施加一個水平力F,使B緩慢移動,物體A始終靜止在地面上,則此過程中有()A.物體A對地面的壓力逐漸變小B.物體A受到的摩擦力不變C.繩的拉力逐漸變大D.地面對A的作用力保持不變14.將

7、兩個質(zhì)量均為m的小球a、b用細線相連后,再用細線懸掛于O點,如圖所示。用力F拉小球b,使兩個小球都處于靜止?fàn)顟B(tài),且細線OA與豎直方向的夾角保持=30°,重力加速度大小為g,則F的最小值為()A.33mgB.mgC.32mgD.12mg二、非選擇題15.如圖所示,在一細繩C點系一重物P,細繩兩端A、B分別固定在墻上,使AC保持水平,BC與水平方向成30°角,已知細繩最多只能承受200 N的拉力,那么C點懸掛重物的重力最多為多少?這時細繩的哪一段即將拉斷?(g取10 N/kg)新人教版必修第一冊第三章相互作用力共點力的平衡鞏固作業(yè)一、非選擇題1.在如圖所示的甲、乙、丙、丁四幅圖

8、中,滑輪光滑且所受的重力忽略不計,滑輪的軸O安裝在一根輕木桿P上,一根輕繩ab繞過滑輪,a端固定在墻上,b端下面掛一質(zhì)量為m的重物。當(dāng)滑輪和重物都靜止不動時,甲、丙、丁圖中木桿P與豎直方向的夾角均為,乙圖中木桿P豎直。假設(shè)甲、乙、丙、丁四幅圖中滑輪受到木桿P的彈力的大小依次為FA、FB、FC、FD,則以下判斷正確的是(易錯) A.FA=FB=FC=FDB.FD>FA=FB>FCC.FA=FC=FD>FBD.FC>FA=FB>FD2.屋檐下重為G的風(fēng)鈴被水平風(fēng)力吹起,在偏離豎直方向角的位置保持靜止,設(shè)風(fēng)力為F,系風(fēng)鈴的輕繩對風(fēng)鈴的拉力為T,若F恒定,則下列說法正確的

9、是()A.T和G是一對平衡力B.T一定小于FC.T與F合力方向豎直向下D.輕繩所受拉力的大小為Gcos3.(多選)質(zhì)量均為m的a、b兩木塊疊放在水平面上,如圖所示,a受到斜向上與水平面成角的力F1的作用,b受到斜向下與水平面成角等大的力F2的作用,兩力在同一豎直平面內(nèi),此時兩木塊保持靜止,重力加速度大小為g,則()A.a一定受到四個力的作用B.水平面對b的支持力可能大于2mgC.a、b之間一定存在靜摩擦力D.b與水平面之間一定存在靜摩擦力4.如圖所示,一質(zhì)量為m的滑塊靜止置于傾角為30°的粗糙斜面上,一根輕彈簧一端固定在豎直墻上的P點,另一端系在滑塊上,彈簧與斜面垂直,則(重力加速度

10、大小為g)()A.滑塊不可能只受到3個力作用B.彈簧可能處于伸長狀態(tài)C.斜面對滑塊的支持力大小可能為零D.斜面對滑塊的摩擦力大小一定等于mg5.(多選)如圖所示,兩根等長的輕繩將日光燈懸掛在天花板上,兩繩與豎直方向的夾角都為45°,日光燈保持水平,所受重力為G,則()A.兩繩對日光燈拉力的合力大小為GB.兩繩的拉力和日光燈所受的重力不是共點力C.兩繩的拉力大小分別為22G和22GD.兩繩的拉力大小分別為G2和G26.(多選)一根長為L的易斷的均勻細繩,兩端固定在天花板上的A、B兩點,若在細繩的C處懸掛一重物,知AC>BC,如圖所示,則下列說法正確的是()A.增加重物的重力,BC

11、段先斷B.增加重物的重力,AC段先斷C.將A端往左移時細繩容易斷D.將A端往右移時細繩容易斷7.如圖所示,甲、乙兩個小球的質(zhì)量均為m,兩球間用細線連接,甲球用細線懸掛在天花板上?，F(xiàn)分別用大小相等的力F水平向左、向右拉兩球,平衡時細線都被拉緊。則平衡時兩球的可能位置是()8.(多選)如圖所示,在固定好的水平和豎直的框架上,A、B兩點連接著一根繞過光滑的輕小滑輪的不可伸長的細繩,重物懸掛于滑輪下,處于靜止?fàn)顟B(tài)。若按照以下的方式緩慢移動細繩的端點,則下列判斷正確的是()A.只將繩的左端移向A'點,拉力變小B.只將繩的左端移向A'點,拉力不變C.只將繩的右端移向B'點,拉力變小

12、D.只將繩的右端移向B'點,拉力變大9.如圖甲、乙所示,質(zhì)量為m的物體置于傾角為的固定斜面上,物體與斜面之間的動摩擦因數(shù)為,先用平行于斜面的推力F1作用于物體上使其恰能沿斜面勻速上滑,若改用水平推力F2作用于物體上,也恰能使物體沿斜面勻速上滑,則兩次的推力之比F1F2為( )A.cos + sin B.cos - sin C.1+ tan D.1- tan 10.如圖所示,三根長度均為L的輕繩分別連接于C、D兩點,A、B兩端被懸掛在水平天花板上,相距2L,現(xiàn)在C點上懸掛一個質(zhì)量為m的重物,為使CD繩保持水平,在D點上可施加力的最小值為(重力加速度大小為g)()A.mgB.33mgC.1

13、2mgD.14mg二、非選擇題11.在豎直墻壁的左側(cè)水平地面上,放置一個棱長為a、質(zhì)量為M的正方體ABCD,在墻壁和正方體之間放置一半徑為R、質(zhì)量為m的光滑球,正方體和球均保持靜止,如圖所示。球的球心為O,OB與豎直方向的夾角為,正方體的棱長a>R,正方體與水平地面間的動摩擦因數(shù)為=33。設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,重力加速度大小為g。(1)正方體和墻壁對球的支持力N1、N2分別是多大?(2)若=45°,保持球的半徑不變,只增大球的質(zhì)量,為了不讓正方體出現(xiàn)滑動,則球質(zhì)量的最大值為多少?(tan 45°=1)12.如圖甲所示,細繩AD跨過固定的水平輕桿BC右端的輕質(zhì)光

14、滑定滑輪懸掛一質(zhì)量為M1的物體,ACB=30°圖乙中輕桿HG一端用鉸鏈固定在豎直墻壁上,另一端G通過細繩EG拉住,EG與水平方向的夾角為30°,在輕桿的G點用細繩GF懸掛一質(zhì)量為M2的物體(都處于靜止?fàn)顟B(tài))。求:(1)細繩AC段的張力FTAC與細繩EG的張力FTEG之比;(2)輕桿BC對C端的支持力;(3)輕桿HG對G端的支持力。答案一、選擇題1.CD物體運動速度為零時不一定處于平衡狀態(tài),A選項錯誤;物體運動速度大小不變、方向變化時,物體不做勻速直線運動,一定不處于平衡狀態(tài),B選項錯誤;物體處于平衡狀態(tài)時,合力為零,物體沿任意方向的合力都必為零,C選項正確;物體受到三個共點

15、力作用而處于平衡狀態(tài)時,合力為零,則任意兩個共點力的合力與第三個力等大反向,D選項正確。2.C處于平衡狀態(tài)的物體,在運動形式上,處于靜止或勻速直線運動狀態(tài),從受力上來看,物體所受合力為零,C正確;某一時刻速度為零的物體,受力不一定為零,故物體不一定處于平衡狀態(tài),A錯誤;物體相對于另一物體靜止時,該物體不一定靜止,如當(dāng)另一物體做變速運動時,該物體也做變速運動,此物體處于非平衡狀態(tài),故B錯誤;物體做勻加速運動,所受合力不為零,故物體不處于平衡狀態(tài),D錯誤。3.D能否使物體處于平衡狀態(tài),要看三個力的合力是否可能為零,方法是兩個較小的力加起來是否大于或等于最大的那個力,如果是,物體就可能處于平衡狀態(tài),

16、故D正確。4.A蜻蜓做勻速直線運動,受重力和空氣的作用力而平衡,故空氣對蜻蜓的作用力方向豎直向上,即沿a方向,故選A。5.C物體在光滑斜面上受重力、支持力和沿斜面向上的拉力,斜面光滑,故物體不受摩擦力;將重力沿平行于斜面和垂直于斜面的方向進行分解,支持力與重力垂直于斜面的分力相等;要使物體處于靜止?fàn)顟B(tài),拉力應(yīng)等于重力沿斜面向下的分力,即F=mg sin =3×10×12 N=15 N,故只有乙圖中物體處于平衡狀態(tài),故選C。6.CD對A、B整體受力分析,如圖所示,整體受到重力(M+m)g、支持力FN和已知的兩個推力,對于整體,由于兩個推力剛好平衡,故整體與地面間沒有摩擦力,且

17、有FN=(M+m)g,故B錯誤,D正確。再對木塊A受力分析,木塊A至少受重力mg、已知的推力F、B對A的支持力FN'當(dāng)推力F沿斜面的分力大于重力沿斜面的分力時,摩擦力的方向沿斜面向下;當(dāng)推力F沿斜面的分力小于重力沿斜面的分力時,摩擦力的方向沿斜面向上;當(dāng)推力F沿斜面的分力等于重力沿斜面的分力時,摩擦力為零,A錯誤。在垂直斜面方向上有FN'=mg cos +F sin (為斜劈傾角),故FN'可能小于mg,C正確。7.AB把兩個物體看成一個整體,分析受力,水平方向有兩個彈力,豎直方向有重力和支持力,在豎直方向上由二力平衡可得,水平面對正方體的彈力大小為(M+m)g,選項A

18、正確;以直角劈為研究對象,其受豎直向下的重力mg,右面墻的彈力F2,方向水平向左,正方體對直角劈的支持力F,方向過兩物體的接觸點垂直于直角劈的斜面,即與水平方向的夾角為,由力的合成和平衡條件可知,F2與F的合力與重力等大反向,故F=mgsin,F2=F cos =mgtan,選項C錯誤;由牛頓第三定律知直角劈對墻面的彈力大小為mgtan,選項D錯誤;再以整體為研究對象得墻面對正方體的彈力大小與F2相等,為mgtan,選項B正確。8.AD對A、B整體受力分析,如圖甲所示,整體受到向下的重力和向上的推力F,由平衡條件可知B與墻壁之間不可能有彈力,因此也不可能有摩擦力,故C錯;對B受力分析,如圖乙所

19、示,其受到重力、A對B的彈力及摩擦力而處于平衡狀態(tài),故B受到三個力作用,B錯;對A受力分析,如圖丙所示,A受到重力、推力、B對A的彈力和摩擦力四個力作用,A、D對。9.D以O(shè)點為研究對象,受力分析如圖所示,結(jié)合幾何知識,根據(jù)平衡條件,桿OB對O點的支持力FOB=Gtan,方向向右;鋼索OA對O點的拉力FOA=G sin,方向沿鋼索向上,故D正確。10.B設(shè)水平作用力大小為F,則對于B,1F=mBg,對于整體,F=2(mA+mB)g,解得mAmB=1-1212。11.ABC對結(jié)點受力分析,由平衡條件可知,細線OA和電線OB的拉力的合力F'一定豎直向上,與T平衡。當(dāng)角由0°緩慢增

20、加到90°的過程中畫出動態(tài)平行四邊形,如圖所示。由圖可看出,細線OA上的拉力先減小后增大,且當(dāng)=30°時,FA最小,最小值為G2。而電線OB上的拉力一直減小,故A、B、C正確,D錯誤。12.A以小球為研究對象,受力分析如圖所示。F1為薄板對小球的支持力,F2為墻對小球的壓力。由圖示可知,在墻與薄板之間的夾角緩慢地增大到90°的過程中,墻給球的壓力F2逐漸減小,薄板給球的支持力F1逐漸減小,根據(jù)牛頓第三定律可知球?qū)Φ膲毫p小,球?qū)Ρ“宓膲毫p小。根據(jù)圖示可知薄板對球的支持力大于球的重力,則由牛頓第三定律可知球?qū)Ρ“宓膲毫Υ笥谇虻闹亓?。故A正確,B、C、D錯誤。故選

21、A。13.AC先以B為研究對象,當(dāng)B緩慢移動時,B受力的變化情況如圖甲所示,可知,當(dāng)B緩慢向右移動時繩的拉力逐漸變大,C對。再以A為研究對象進行受力分析,如圖乙所示,由于GA不變,由圖乙可知,當(dāng)FT增大時,FN減小,Ff增大,故選項A對,B錯。地面對A的作用力為FN與Ff的合力,由于FT增大時,FN減小,Ff增大,故FN與Ff的合力不斷變化,選項D錯。14.B將a、b兩小球看成一個整體,進行受力分析可知,力F與細線OA垂直時最小,此時F=2mg sin =mg,B項正確。二、非選擇題15.答案100 NBC段細繩即將拉斷解析方法一力的合成法C點受三個力作用處于平衡狀態(tài),如圖所示可得出F1與F2

22、的合力F合方向豎直向上,大小等于F,由幾何關(guān)系可得F合=F1· sin 30°=F=mPgF2=F1· cos 30°當(dāng)F1達到最大值200 N時,mPg=100 N,F2173 N,在此條件下,BC段細繩即將斷裂,AC段細繩的拉力F2還未達到最大值。故C點懸掛重物的重力最多為100 N,這時BC段細繩即將拉斷。方法二正交分解法如圖所示將拉力F1分解,根據(jù)平衡條件可得:F1· sin 30°=F=mPg,F2=F1· cos 30°。后面的分析過程同方法一。答案一、選擇題1.B輕繩上的拉力等于重物所受的重力mg,設(shè)

23、滑輪兩側(cè)輕繩之間的夾角為,根據(jù)共點力平衡的條件知,滑輪受到木桿P的彈力F與滑輪兩側(cè)輕繩拉力的合力平衡,即F=2mg cos 2,由夾角關(guān)系可得FD>FA=FB>FC,選項B正確。易錯警示本題的易錯點是誤認為木桿P的彈力一定沿著木桿,從而導(dǎo)致錯解。2.D以風(fēng)鈴為研究對象受力分析如圖所示,根據(jù)受力圖可知,T與F的合力與重力是一對平衡力,A錯誤;由圖可知,T一定大于F,B錯誤;T與F的合力與重力是一對平衡力,方向豎直向上,C錯誤;根據(jù)圖中幾何關(guān)系可得輕繩所受拉力的大小為T'=T=Gcos,D正確。3.ACa受重力、支持力、拉力以及b對a的靜摩擦力而處于平衡狀態(tài),選項A、C正確;對

24、整體分析,F1與F2大小相等,方向相反,兩力相互抵消,則水平面對b無摩擦力,選項D錯誤;水平面對b的支持力FN=2mg,選項B錯誤。4.B彈簧的方向垂直于斜面,因為彈簧的形變情況未知,所以斜面與滑塊之間的彈力大小不確定,滑塊可能只受重力、斜面支持力和靜摩擦力3個力的作用而平衡,此時彈簧彈力為零,處于原長狀態(tài);也可能受到重力、斜面支持力、靜摩擦力和彈簧拉力或壓力4個力的作用而平衡,此時彈簧處于伸長或壓縮狀態(tài),A錯誤,B正確。若斜面對滑塊的支持力大小為零,則滑塊受到的摩擦力也必定為零,此時滑塊受到重力和彈簧的拉力作用不可能處于平衡狀態(tài),C錯誤。沿斜面方向,根據(jù)平衡條件知滑塊此時受到的摩擦力大小等于

25、重力沿斜面向下的分力,即等于12mg,D錯誤。5.AC兩繩拉力的作用線與重力作用線的延長線交于一點,這三個力為共點力,選項B錯誤;由于日光燈在兩繩拉力和重力作用下處于平衡狀態(tài),所以兩繩的拉力的合力與重力G等大反向,選項A正確;如圖所示,由于兩繩拉力的夾角為直角,且都與豎直方向成45°角,則由幾何關(guān)系可知G=F12+F22,又因F1=F2,故F1=F2=22G,選項C正確,D錯誤。6.AC對C點研究,C點受重物的拉力,其大小FT=G,將重物對C點的拉力分解為對AC和BC兩段細繩的拉力,力的平行四邊形如圖所示。在ABC中,因為AC>BC,所以>,故FBC>FAC,當(dāng)增加

26、重力G時,FBC、FAC按比例增加,FBC增大得較多,所以BC段細繩先斷,選項A正確,B錯誤;將A端往左移時,FBC與FAC兩力夾角變大,合力FT=G一定,則兩分力FBC與FAC均增大,故細繩容易斷,選項C正確;將A端往右移時兩分力夾角減小,合力FT=G一定,兩分力減小,故細繩不容易斷,選項D錯誤。7.A用整體法分析,把兩個小球看作一個整體,此整體受到的外力為豎直向下的重力2mg、水平向左的力F(甲受到的)、水平向右的力F(乙受到的)和細線1的拉力,兩水平力平衡,故細線1的拉力一定與重力2mg等大反向,即細線1一定豎直;再用隔離法,分析乙球受力的情況,乙球受到豎直向下的重力mg、水平向右的拉力

27、F、細線2的拉力F2,要使乙球受力平衡,細線2必須傾斜。8.BD滑輪兩側(cè)繩子與豎直方向的夾角相等,設(shè)為 ,繩子的長度為L,B點到A點的距離為s,根據(jù)幾何知識和對稱性,得:sin =sL以滑輪為研究對象,設(shè)繩子拉力大小為F,重物的重力為mg,根據(jù)平衡條件得:2F cos =mg,得F=mg2cos當(dāng)只將繩的左端移向A'點,s和L均不變,不變,則由式得知,F不變,故A錯誤,B正確。當(dāng)只將繩的右端移向B'點,s增加,而L不變,則由式得知,增大,cos 減小,則由式得知,F增大,故C錯誤,D正確。故選B、D。9.B物體在力F1作用下和力F2作用下運動時的受力如圖(a)、(b)所示。將重力mg、力F2沿平行斜面方向和垂直于斜面方向正交分解,由平衡條件可得:F1=mg sin +Ff1,FN1=mg cos ,Ff1=FN1,F2 cos =mg sin +Ff2,FN2=mg cos +F2 sin ,Ff2=FN2,解得:F1=mg sin +mg cos ,F2=mgsin+mgcoscos-sin,故F1F2= cos - sin ,B正確。技巧點撥臨界與極值問題的分析技巧(1)求解平衡中的臨界問題和極值問題時,首先要正確地進行受力分析和變化過程分析,找出平衡中的臨界點和極值點。(2)臨界條件必須在變化中尋找,不能停留在一個狀態(tài)來研