2021-2022學(xué)年新教材高中物理第三章相互作用-力5共點(diǎn)力的平衡練習(xí)含解析新人教版必修第一冊(cè)

共點(diǎn)力的平衡課后篇穩(wěn)固提升合格考達(dá)標(biāo)練1.如下圖,重力為20N的物體,放在傾角為30°的光滑斜面上,彈簧測(cè)力計(jì)對(duì)物體的拉力與斜面平行。物體在斜面上保持靜止時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為()A.10N B.17NC.20N D.30N解析物體受重力、支持力和彈簧測(cè)力計(jì)的拉力,三力平衡,拉力等于重力沿斜面向下的分力,故F=mgsin30°=20×12答案A2.(2021江蘇淮安中學(xué)高一期末)如下圖,斜面上和與斜面垂直的擋板上各有一個(gè)壓力傳感器A、B,斜面傾角可調(diào),鐵球靜止在傳感器A、B上,從圖示位置緩慢減小斜面的傾角θ,以下說法中正確的選項(xiàng)是()A.A的示數(shù)不變,B的示數(shù)減小B.A的示數(shù)減小,B的示數(shù)不變C.A的示數(shù)增大,B的示數(shù)減小D.A的示數(shù)減小,B的示數(shù)增大解析壓力傳感器A的讀數(shù)為FA=mgcosθ,壓力傳感器B的讀數(shù)為FB=mgsinθ,那么當(dāng)θ減小時(shí)FA變大,FB減小。應(yīng)選C。答案C3.如下圖是一個(gè)簡(jiǎn)易起吊設(shè)施的示意圖,AC是質(zhì)量不計(jì)的撐竿,A端與豎直墻用鉸鏈連接,一滑輪固定在A點(diǎn)正上方,C端吊一重物?，F(xiàn)施加一拉力F緩慢將重物P向上拉,在AC桿到達(dá)豎直前()A.BC繩中的拉力FT越來越大B.BC繩中的拉力FT越來越小C.AC桿中的支撐力FN越來越大D.AC桿中的支撐力FN越來越小解析作出C點(diǎn)的受力示意圖,如下圖。作出力的矢量三角形如圖中虛線所示,由圖可知力的矢量三角形與幾何三角形ABC相似。根據(jù)相似三角形的性質(zhì)得FTBC=FNAC=GAB,解得BC繩中的拉力為FT=GBCAB,AC桿中的支撐力為FN=GACAB。由于重物P向上運(yùn)動(dòng)時(shí),AB答案B4.(2021廣東清遠(yuǎn)高一期末)半圓柱體P放在粗糙的水平地面上,其右端有豎直擋板MN,在P和MN之間放有一個(gè)光滑均勻的小圓柱體Q,整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài),如下圖。假設(shè)用外力使MN保持豎直且緩慢地向右移動(dòng),在Q著地前,P始終保持靜止,那么以下說法中正確的選項(xiàng)是()A.P對(duì)Q的彈力方向不變B.Q對(duì)MN的彈力逐漸減小C.地面對(duì)P的支持力逐漸增大D.地面對(duì)P的摩擦力逐漸增大解析如圖甲所示,設(shè)MN對(duì)Q的彈力為F1,P對(duì)Q的彈力為F2,MN保持豎直且緩慢地向右移動(dòng),θ增大,那么P對(duì)Q的彈力方向改變,P對(duì)Q的彈力逐漸增大,MN對(duì)Q的彈力F1逐漸增大,根據(jù)牛頓第三定律,Q對(duì)MN的彈力逐漸增大,A、B錯(cuò)誤;再對(duì)P、Q整體受力分析,受重力、地面支持力、MN擋板對(duì)其向左的支持力和地面對(duì)其向右的摩擦力,如圖乙所示,地面對(duì)P的支持力不變,MN對(duì)Q的彈力F1逐漸增大,那么地面對(duì)P的摩擦力逐漸增大,C錯(cuò)誤,D正確。答案D5.如下圖,小球被輕質(zhì)細(xì)線系住斜吊著放在靜止的光滑斜面上。設(shè)小球質(zhì)量m=1kg,斜面傾角θ=30°,懸線與豎直方向夾角α=30°,光滑斜面的質(zhì)量為3kg,置于粗糙水平面上,g取10m/s2。求:(1)懸線對(duì)小球的拉力大小。(2)地面對(duì)斜面的摩擦力的大小和方向。解析(1)以小球?yàn)檠芯繉?duì)象,受力分析如圖甲所示,水平方向建立x軸,豎直方向建立y軸,對(duì)各力進(jìn)行正交分解,得水平方向FTsin30°=FNsin30°,豎直方向FTcos30°+FNcos30°=mg,解得FT=12(2)以小球和斜面整體為研究對(duì)象,受力分析如圖乙所示,因?yàn)橄到y(tǒng)靜止,所以Ff=FTsin30°=1033×1答案(1)1033N(2)等級(jí)考提升練6.如下圖,電燈懸于兩壁之間,保持O點(diǎn)及OB繩的位置不變,而將繩端A點(diǎn)向上移動(dòng),那么()A.繩OA所受的拉力逐漸增大B.繩OA所受的拉力逐漸減小C.繩OA所受的拉力先增大后減小D.繩OA所受的拉力先減小后增大解析采用作圖法求解,如下圖,由圖可知OA繩受到的拉力先減小后增大,故D正確。答案D7.甲、乙兩建筑工人用簡(jiǎn)單機(jī)械裝置將工件從地面提升并運(yùn)送到樓頂。如下圖,設(shè)當(dāng)重物提升到一定高度后,兩工人保持位置不動(dòng),甲通過緩慢釋放手中的繩子,使乙能夠用一始終水平的輕繩將工件緩慢向左拉動(dòng),最后將工件運(yùn)送至乙所在位置,完成工件的運(yùn)送。繩的重力及滑輪的摩擦不計(jì),滑輪大小忽略不計(jì),那么在工件向左移動(dòng)過程中()A.乙手中繩子上的拉力不斷增大B.甲手中繩子上的拉力不斷減小C.樓頂對(duì)甲的支持力不斷增大D.樓頂對(duì)甲的摩擦力一定小于對(duì)乙的摩擦力解析開始的時(shí)候乙手中的繩子上的拉力大小等于物體重力,后來等于重力和乙手中的繩的拉力的合力大小,如下圖,由于三角形斜邊大于任意直角邊,所以甲手中的繩子上的拉力增大了,對(duì)甲的拉力也增大了,那么樓頂對(duì)甲的支持力不斷減小,故B、C錯(cuò)誤;在題圖時(shí)刻Ff乙=0,Ff甲>0,所以此刻,樓頂對(duì)甲的摩擦力大于對(duì)乙的摩擦力,故D錯(cuò)誤;由圖可知,tanθ=mgFf,當(dāng)θ角減小,那么F答案A8.如下圖,粗糙水平面上放置一傾角為α的斜面,工人在斜面上勻速推動(dòng)木箱。木箱質(zhì)量和工人質(zhì)量相等,工人對(duì)木箱的力一直平行斜面向上,工人腳與斜面間始終沒有打滑,斜面的粗糙程度處處相同,最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力。關(guān)于該過程的說法正確的選項(xiàng)是()A.斜面對(duì)工人和重物的摩擦力大小可能相等B.工人給木箱的力等于斜面給木箱的滑動(dòng)摩擦力C.地面始終給斜面摩擦力,方向水平向左D.工人鞋底和斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)一定大于木箱和斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)解析因人和箱子質(zhì)量相等,設(shè)為m。對(duì)人F'+mgsinα=Ff人,對(duì)箱子F=mgsinα+Ff箱,F'=F,故Ff人>Ff箱,F>Ff箱,A、B錯(cuò)誤;把人、箱、斜面看成整體,三者都處在平衡態(tài),水平方向無加速度,所以地面給斜面的摩擦力為0,C錯(cuò)誤;人與斜面之間為靜摩擦力,故Ff人=μ人mgcosα,解得μ人=Fmgcosα+tanα,箱子勻速上滑,Ff箱=μ箱mgcosα,解得μ箱=Fmgcosα-tanα答案D9.如下圖,質(zhì)量m1=12kg的物體A用細(xì)繩繞過光滑的滑輪與質(zhì)量為m2=2kg的物體B相連,連接A的細(xì)繩與水平方向的夾角為θ=53°,此時(shí)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)。A與水平面的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5,最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,重力加速度g取10m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6。求:(1)A物體所受摩擦力的大小;(2)改變物體B的質(zhì)量,欲使系統(tǒng)始終保持靜止,物體B的質(zhì)量不能超過多少?解析(1)選物體B為研究對(duì)象,由平衡條件得:細(xì)繩的拉力:F=m2g再以物體A為研究對(duì)象,受力分析如下圖,由平衡條件知