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)力的平衡含解析新人教版必修第一冊(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．關(guān)于共點(diǎn)力，下列說(shuō)法不正確的是()A．作用在一個(gè)物體上的兩個(gè)力，如果大小相等，方向相反，那么這兩個(gè)力是共點(diǎn)力B．作用在一個(gè)物體上的兩個(gè)力，如果是一對(duì)平衡力，那么這兩個(gè)力是共點(diǎn)力C．作用在一個(gè)物體上的幾個(gè)力，如果它們的作用點(diǎn)不在同一點(diǎn)上，那么這幾個(gè)力也可能是共點(diǎn)力D．作用在一個(gè)物體上的幾個(gè)力，如果它們的作用線(xiàn)可以匯交于一點(diǎn)，那么這幾個(gè)力是共點(diǎn)力解析：選A作用在一個(gè)物體上的幾個(gè)力，如果作用在物體的同一點(diǎn)或者雖不作用在物體的同一點(diǎn)，但力的作用線(xiàn)交匯于一點(diǎn)，那么這幾個(gè)力是共點(diǎn)力，所以選項(xiàng)C、D正確；大小相等、方向相反的力不一定作用在同一點(diǎn)，但一對(duì)平衡力必作用于同一物體的同一直線(xiàn)上，是共點(diǎn)力，所以選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確。2．若某一物體受共點(diǎn)力作用處于平衡狀態(tài)，則該物體()A．一定是靜止的B．一定做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)C．所受各共點(diǎn)力的合力可能不為零D．所受各共點(diǎn)力的合力為零解析：選D物體處于平衡狀態(tài)時(shí)，物體可能靜止或做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；此時(shí)所受各共點(diǎn)力的合力一定為零，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確。3．如圖所示的幾種情況中，不計(jì)繩、彈簧測(cè)力計(jì)、各滑輪的質(zhì)量，不計(jì)一切摩擦，物體質(zhì)量都為m，且均處于靜止?fàn)顟B(tài)，有關(guān)角度圖中已標(biāo)出。彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)FA、FB、FC、FD由大到小的排列順序是()A．FB＞FD＞FA＞FC B．FD＞FC＞FB＞FAC．FD＞FB＞FA＞FC D．FC＞FD＞FB＞FA解析：選C由平衡條件知FA＝mgsin45°＝eq\f(\r(2),2)mg，F(xiàn)B＝mg，F(xiàn)C＝mgsin30°＝eq\f(mg,2)，F(xiàn)D＝eq\f(mg,2sin15°)>mg，所以選項(xiàng)C正確。4．重型自卸車(chē)?yán)靡簤貉b置使車(chē)廂緩慢傾斜到一定角度，車(chē)廂上的石塊就會(huì)自動(dòng)滑下。以下說(shuō)法正確的是()A．在石塊下滑前后自卸車(chē)與石塊整體的重心位置不變B．自卸車(chē)車(chē)廂傾角越大，石塊與車(chē)廂間的動(dòng)摩擦因數(shù)越小C．自卸車(chē)車(chē)廂傾角變大，車(chē)廂與石塊間的正壓力減小D．石塊開(kāi)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：選C石塊下滑后，整體的重心位置降低，A錯(cuò)誤；動(dòng)摩擦因數(shù)由接觸面的材料和粗糙程度決定，與傾角大小無(wú)關(guān)，B錯(cuò)誤；石塊受力如圖所示，F(xiàn)N＝mgcosθ，傾角θ變大時(shí)正壓力減小，C正確；石塊開(kāi)始下滑時(shí)，受到的摩擦力小于重力沿斜面方向的分力，D錯(cuò)誤。5.如圖所示，用三根等長(zhǎng)的輕質(zhì)細(xì)鏈懸拉花盆，花盆與墻壁未接觸，連接處間距相等。已知花盆所受的重力為G，每根輕質(zhì)細(xì)鏈和豎直方向都成30°角，則每根輕質(zhì)細(xì)鏈對(duì)花盆的拉力大小為()A.eq\f(1,3)G B.eq\f(1,6)GC.eq\f(2\r(3),9)G D．G解析：選C設(shè)每根輕質(zhì)細(xì)鏈對(duì)花盆的拉力大小為F，由平衡條件得：3Fcos30°＝G，解得：F＝eq\f(2\r(3),9)G，故C正確。6．如圖所示，A、B、C是三個(gè)完全相同的物體，A、B兩物體受拉力F1、F2作用，C物體受推力F3作用，三物體均在同一水平面上做勻速運(yùn)動(dòng)。下列說(shuō)法不正確的是()A．A物體對(duì)地面的壓力最小B．B物體對(duì)地面的壓力與其所受的重力大小相等C．C物體所受的摩擦力最大D．它們所受合外力不相等解析：選D設(shè)三個(gè)物體所受的重力均為G，將A、C兩個(gè)物體所受的拉力和推力分解為水平和豎直兩個(gè)方向，則由平衡條件知三個(gè)物體對(duì)地面的壓力大小分別為FNA＝G－F1y，F(xiàn)NB＝G，F(xiàn)NC＝G＋F3y，故A物體對(duì)地面的壓力最小，B物體對(duì)地面的壓力與其所受的重力大小相等，C物體對(duì)地面的壓力最大，故A、B正確；三物體均在同一水平面上勻速運(yùn)動(dòng)，它們所受合外力都等于0，由摩擦力公式Ff＝μFN，μ相同，所以C物體所受的摩擦力最大，故C正確，D錯(cuò)誤。7.如圖所示，氫氣球受風(fēng)力與浮力作用而使拉住它的細(xì)繩與地面的夾角為θ，在細(xì)繩被剪斷的瞬間，氣球所受外力的合力為(氫氣球受到的重力忽略不計(jì))()A．與原來(lái)細(xì)繩的拉力大小相等，方向相同B．沿風(fēng)力方向，大小等于風(fēng)力C．沿豎直方向向上，大小等于氣球所受的浮力D．與原來(lái)細(xì)繩的拉力方向相反，大小等于風(fēng)力與浮力的合力解析：選D對(duì)氫氣球受力分析，氫氣球受到三個(gè)力的作用：豎直向上的浮力、風(fēng)力、沿著細(xì)繩方向的拉力，三個(gè)力的合力為零，故風(fēng)力和浮力的合力與細(xì)繩的拉力等大、反向；當(dāng)把細(xì)繩剪斷后瞬間，氫氣球受到的風(fēng)力和浮力和沒(méi)剪斷細(xì)繩之前相等，所以?xún)烧叩暮狭ρ刂瓉?lái)細(xì)繩拉力的反方向，即與原來(lái)細(xì)繩的拉力大小相等，方向相反，故選項(xiàng)D正確，A、B、C錯(cuò)誤。8.如圖所示，建筑裝修中，工人用質(zhì)量為m的磨石對(duì)斜壁進(jìn)行打磨，當(dāng)對(duì)磨石加豎直向上大小為F的推力時(shí)，磨石恰好沿斜壁向上勻速運(yùn)動(dòng)。已知磨石與斜壁之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，則磨石受到的摩擦力是()A．(F－mg)sinθ B．μ(F－mg)sinθC．μ(F－mg)cosθ D．μ(F－mg)解析：選B對(duì)磨石進(jìn)行受力分析，如圖所示，由平衡條件，沿斜壁方向：(F－mg)·cosθ＝Ff；垂直于斜壁方向：壓力FN＝(F－mg)sinθ，故摩擦力Ff＝μFN＝μ(F－mg)sinθ，選項(xiàng)B正確。9．如圖所示，在傾角θ＝37°的固定斜面上，用一水平力F推一質(zhì)量為m＝10kg的物體，欲使物體沿斜面做勻速運(yùn)動(dòng)，已知物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.2，求F的大小(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g＝10m/s2)。解析：若物體沿斜面向上做勻速運(yùn)動(dòng)，受力分析如圖甲所示根據(jù)平衡條件：Fcosθ＝Ff＋mgsinθFN＝mgcosθ＋FsinθFf＝μFN解得：F≈112N。若物體沿斜面向下做勻速運(yùn)動(dòng)，受力分析如圖乙所示根據(jù)平衡條件：Fcosθ＋Ff′＝mgsinθFN′＝Fsinθ＋mgcosθFf′＝μFN′解得：F≈48N。答案：112N或48NB級(jí)—選考提能10.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，受力分析如圖所示，設(shè)球架對(duì)籃球的支持力FN與豎直方向的夾角為α。由幾何知識(shí)得：cosα＝eq\f(\r(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(D,2)))2－\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,2)))2),\f(D,2))＝eq\f(\r(D2－d2),D)，根據(jù)平衡條件得：2FNcosα＝mg，解得：FN＝eq\f(mgD,2\r(D2－d2))，由牛頓第三定律得，籃球?qū)η蚣艿膲毫Υ笮椋篎N′＝FN＝eq\f(mgD,2\r(D2－d2))，故C正確。11.如圖所示，重力為G的圓柱體A被平板B夾在板與墻壁之間，平板B與底座C右端用鉸鏈相連，左端由液壓器D調(diào)節(jié)高度，以改變平板B與水平底座C間的夾角θ；B、C及D的總重力也為G，底座C與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ(0.5<μ<1)，平板B的上表面及墻壁是光滑的。底座C與地面間的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，則下列說(shuō)法正確的是()A．C與地面間的摩擦力總等于2μG不變B．θ角增大時(shí)，地面對(duì)C的摩擦力總增大C．要保持底座C靜止不動(dòng)，應(yīng)滿(mǎn)足tanθ>2μD．若保持θ＝45°不變，圓柱體所受的重力增大ΔG，仍要保持底座C靜止，則ΔG的最大值ΔGm＝eq\f(2μ－1,1－μ)G解析：選D對(duì)A進(jìn)行受力分析，如圖甲所示。根據(jù)平衡條件得FN＝eq\f(G,cosθ)，對(duì)B、C及D整體進(jìn)行受力分析，如圖乙所示，由牛頓第三定律知FN′＝FN，當(dāng)B、C及D整體靜止時(shí)，摩擦力f＝FN′sinθ＝Gtanθ，F(xiàn)N1＝FN′cosθ＋G＝2G，當(dāng)θ角增大時(shí)，地面對(duì)C的摩擦力增大，當(dāng)摩擦力超過(guò)最大靜摩擦力后，變?yōu)榛瑒?dòng)摩擦力，此時(shí)f滑＝μFN1＝2μG，故A、B錯(cuò)誤；要保持底座C靜止不動(dòng)，則f≤f滑，即Gtanθ≤2μG，解得tanθ≤2μ，故C錯(cuò)誤；若保持θ＝45°不變，圓柱體所受的重力增大ΔG，保持底座C靜止，底座C受到的靜摩擦力剛好達(dá)到最大靜摩擦力，此時(shí)ΔG有最大值，根據(jù)平衡條件有(G＋ΔGm)tan45°＝μ(2G＋ΔGm)，解得ΔGm＝eq\f(2μ－1,1－μ)G，故D正確。12.物體的質(zhì)量為2kg，兩根輕繩AB和AC的一端連接于豎直墻上(B、C在同一豎直線(xiàn)上)，另一端系于物體上，在物體上另施加一個(gè)與水平方向成θ＝60°角的斜向上的拉力F。若要使兩繩都能伸直，如圖所示，伸直時(shí)繩AC與墻面垂直，繩AB與繩AC間夾角也為θ＝60°，求拉力F的取值范圍(g取10m/s2)。解析：物體的受力分析如圖所示，由平衡條件得Fsinθ＋F1sinθ－mg＝0Fcosθ－F2－F1cosθ＝0解得F＝eq\f(mg,sinθ)－F1F＝eq\f(F2,2cosθ)＋eq\f(mg,2