新人教版高中物理必修第二冊課時(shí)作業(yè)2：3.5共點(diǎn)力的平衡

新人教版高中物理必修第一冊PAGEPAGE1第5節(jié)共點(diǎn)力的平衡基礎(chǔ)過關(guān)1.物體在共點(diǎn)力作用下，下列說法中正確的是()A.物體的速度在某一時(shí)刻等于零，物體就一定處于平衡狀態(tài)B.物體相對另一物體保持靜止時(shí)，物體一定處于平衡狀態(tài)C.物體所受合力為零，就一定處于平衡狀態(tài)D.物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)處于平衡狀態(tài)解析某一時(shí)刻速度為零的物體，受力不一定為零，故不一定處于平衡狀態(tài)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；物體相對于另一物體靜止時(shí)，該物體不一定靜止，如當(dāng)另一物體做變速運(yùn)動(dòng)時(shí)，該物體也做變速運(yùn)動(dòng)，此物體處于非平衡狀態(tài)，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；選項(xiàng)C符合平衡條件的判斷，故選項(xiàng)C正確；物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，不是處于平衡狀態(tài)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案C2.長木板上有一木塊，如圖所示，當(dāng)長木板的傾角θ逐漸增大時(shí)()A.如果木塊一直靜止于長木板上，則木塊所受重力和支持力的合力逐漸增大B.如果木塊一直靜止于長木板上，則木塊所受重力、支持力和靜摩擦力的合力逐漸增大C.如果木塊一直靜止于長木板上，則木塊所受重力和靜摩擦力的合力逐漸增大D.如果θ從0°一直增大到90°，則木塊所受的摩擦力一直增大解析如果木塊一直靜止于長木板上，木塊所受重力和支持力的合力等于摩擦力的大小，合力為零，摩擦力Ff＝mgsinθ，θ增大時(shí)，F(xiàn)f逐漸增大，A正確，B錯(cuò)誤；木塊所受重力和靜摩擦力的合力等于支持力的大小，支持力FN＝mgcosθ，故逐漸變小，C錯(cuò)誤；如果θ從0°一直增大到90°，則木塊所受的靜摩擦力增大，當(dāng)木塊開始運(yùn)動(dòng)后變?yōu)榛瑒?dòng)摩擦力，由于正壓力減小，故滑動(dòng)摩擦力減小，D錯(cuò)誤。答案A3.某物體受到四個(gè)力的作用而處于靜止?fàn)顟B(tài)，保持其中三個(gè)力的大小和方向均不變，使另一個(gè)大小為F的力方向逆時(shí)針轉(zhuǎn)過90°，則欲使物體仍能保持靜止?fàn)顟B(tài)，必須再加上力的大小為()A.F B.eq\r(2)FC.2F D.3F解析物體受到四個(gè)力的作用而處于靜止?fàn)顟B(tài)，由物體的平衡條件可知，力F與另三個(gè)力的合力一定等大反向，當(dāng)力F轉(zhuǎn)過90°時(shí)，力F與另三個(gè)力的合力大小為eq\r(2)F，因此，欲使物體仍能保持靜止?fàn)顟B(tài)，必須再加一個(gè)大小為eq\r(2)F的力，故B項(xiàng)正確。答案B4.用三根輕繩將質(zhì)量為m的物塊懸掛在空中，如圖所示。已知ac和bc與豎直方向的夾角分別為30°和60°，則ac繩和bc繩中的拉力分別為()A.eq\f(\r(3),2)mg，eq\f(1,2)mgB.eq\f(1,2)mg，eq\f(\r(3),2)mgC.eq\f(\r(3),4)mg，eq\f(1,2)mgD.eq\f(1,2)mg，eq\f(\r(3),4)mg解析分析結(jié)點(diǎn)c的受力情況如圖，設(shè)ac繩受到的拉力為F1，bc繩受到的拉力為F2，根據(jù)平衡條件知F1、F2的合力F與重力mg等大、反向，由幾何知識得F1＝Fcos30°＝eq\f(\r(3),2)mgF2＝Fsin30°＝eq\f(1,2)mg選項(xiàng)A正確。答案A5.重型自卸車?yán)靡簤貉b置使車廂緩慢傾斜到一定角度，車廂上的石塊就會(huì)自動(dòng)滑下。以下說法正確的是()A.在石塊下滑前后自卸車與石塊整體的重心位置不變B.自卸車車廂傾角越大，石塊與車廂的動(dòng)摩擦因數(shù)越小C.自卸車車廂傾角變大，車廂與石塊間的正壓力減小D.石塊開始下滑時(shí)，受到的摩擦力大于重力沿斜面方向的分力解析物體的重心的位置跟形狀和質(zhì)量分布有關(guān)，石塊下滑前后，質(zhì)量分布變化，形狀變化，所以重心改變，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；石塊與車廂間的動(dòng)摩擦因數(shù)與車廂傾角無關(guān)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；對石塊受力分析如圖所示，F(xiàn)N＝mgcosθ，車廂的傾角變大，所以車廂與石塊間的正壓力減小，選項(xiàng)C正確；石塊下滑時(shí)，重力的分力大于受到的摩擦力，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案C6.如圖所示，一質(zhì)量為m的光滑小球，在細(xì)線和豎直墻壁的共同作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)。如果細(xì)線再加長一些，則細(xì)線對小球的拉力大小FT和墻壁對小球的支持力大小FN將()A.FT和FN都減小B.FT和FN都增大C.FT增大，F(xiàn)N減小D.FT減小，F(xiàn)N增大解析對小球受力分析如圖所示，設(shè)細(xì)線與墻壁之間的夾角為α。根據(jù)力的平衡條件可得FT＝eq\f(mg,cosα)，墻壁對球的支持力大小FN＝mgtanα，如果細(xì)線再長一些，則α?xí)p小，所以FT和FN都減小。選項(xiàng)A正確。答案A7.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緩慢拉動(dòng)繩的中點(diǎn)O，如圖所示。用T表示繩OA段拉力的大小，在O點(diǎn)向左移動(dòng)的過程中()A.F逐漸變大，T逐漸變大B.F逐漸變大，T逐漸變小C.F逐漸變小，T逐漸變大D.F逐漸變小，T逐漸變小解析對O點(diǎn)受力分析如圖所示，F(xiàn)與T的變化情況如圖，由圖可知在O點(diǎn)向左移動(dòng)的過程中，F(xiàn)逐漸變大，T逐漸變大，故選項(xiàng)A正確。答案A8.如圖所示，A、B兩物體均處于靜止?fàn)顟B(tài)，關(guān)于B物體受力情況，下列說法中正確的是()A.B物體一定受到四個(gè)力B.B物體可能不受地面的支持力作用C.B物體可能不受地面的靜摩擦力作用D.B物體可能受三個(gè)力，也可能受四個(gè)力解析因?yàn)槔K作用在B上的力不為零，所以繩對B的拉力在水平方向向左的分力不為零，而B又處于靜止?fàn)顟B(tài)，根據(jù)共點(diǎn)力的平衡條件，水平面對B一定有向右的靜摩擦力。由于摩擦力的存在，水平面對B一定有支持力。綜上所述，B物體一定會(huì)受到四個(gè)力的作用(重力、繩子的拉力、水平面的支持力和摩擦力)，選項(xiàng)A正確。答案A9.如圖，用一繩子a把物體掛起來，再用另一根水平的繩子b把物體拉向一旁固定起來。物體的重力是60N，繩子a與豎直方向的夾角θ＝37°，繩子a與b對物體的拉力分別是多大？(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)解析對物體受力分析如圖所示，物體受重力、繩a、b的拉力，將重力分解到沿a、b繩的方向上，則由力的平衡條件可得：Ta＝Ga＝eq\f(G,cos37°)＝eq\f(60,0.8)N＝75NTb＝Gb＝Gtan37°＝60×eq\f(3,4)N＝45N答案75N45N能力提升10.如圖所示，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(diǎn)，另一端系在滑塊上，彈簧與豎直方向的夾角為30°，則()A.滑塊一定受到三個(gè)力作用B.彈簧一定處于壓縮狀態(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eq\f(1,2)mg解析由題意知彈簧垂直于斜面，因不知彈簧是否被拉伸或被壓縮，故不能確定彈簧彈力的有無及方向，所以滑塊受力的個(gè)數(shù)也就不能確定，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；若斜面對滑塊的支持力為零，則斜面對滑塊的摩擦力必為零，且彈簧一定有拉力，滑塊受豎直向下的重力和彈簧垂直于斜面向上的拉力不在同一直線上，滑塊受力不平衡，不能靜止在斜面上，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；無論彈簧有無彈力的作用，但彈力的方向垂直于斜面，以滑塊為原點(diǎn)，沿斜面方向和垂直于斜面方向建立直角坐標(biāo)系，將不在坐標(biāo)軸上的重力分解到坐標(biāo)軸上，其中沿斜面向下的分力G1＝mgsin30°＝eq\f(1,2)mg，根據(jù)平衡條件得斜面對滑塊的摩擦力大小為Ff＝G1＝eq\f(1,2)mg，選項(xiàng)D正確。答案D11.如圖所示，三段不可伸長的細(xì)繩，OA、OB、OC能承受的最大拉力相同，它們共同懸掛一重物，其中OB是水平的，A端、B端固定在水平天花板上和豎直墻上。若逐漸增加C端所掛重物的質(zhì)量，則最先斷的繩是()A.必定是OA B.必定是OBC.必定是OC D.可能是OB，也可能是OC解析OC下懸掛重物，它對O點(diǎn)的拉力等于重物的重力G。OC繩的拉力產(chǎn)生兩個(gè)效果：拉緊BO繩的水平向左的力F1，拉緊AO繩的沿繩子方向斜向下的力F2，F(xiàn)1、F2是G的兩個(gè)分力。由平行四邊形定則可作出力的分解圖如圖所示，當(dāng)逐漸增大所掛重物的質(zhì)量時(shí)，哪根繩受的拉力最大則哪根繩最先斷。從圖中可知：表示F2的有向線段最長，F(xiàn)2最大，故OA繩最先斷。答案A12.如圖所示，質(zhì)量為m1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端與站在水平面上的質(zhì)量為m2的人相連，輕繩OA與豎直方向的夾角θ＝37°，物體甲及人均處于靜止?fàn)顟B(tài)(已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。g取10m/s2。設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力)。求：(1)輕繩OA、OB中的張力分別是多大？(2)人受到的摩擦力是多大？方向如何？(3)若人的質(zhì)量m2＝60kg，人與水平面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ＝0.3，欲使人在水平面上不滑動(dòng)，則物體甲的質(zhì)量m1最大不能超過多少？解析(1)以結(jié)點(diǎn)O為研究對象，受三段輕繩的拉力作用，且豎直繩上的拉力大小等于m1g。如圖所示，根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件有：FOB－FOAsinθ＝0FOAcosθ－m1g＝0聯(lián)立以上兩式解得：FOA＝eq\f(m1g,cosθ)＝eq\f(5,4)m1g，F(xiàn)OB＝m1gtanθ＝eq\f(3,4)m1g。(2)人在水平方向僅受繩OB的拉力FOB和地面的摩擦力F