2024-2025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)

PAGE8-共點(diǎn)力的平衡課后訓(xùn)練鞏固提升雙基鞏固學(xué)考突破1.(多選)下面關(guān)于共點(diǎn)力的平衡與平衡條件的說法正確的是()A.假如物體的運(yùn)動(dòng)速度為零,則其必處于平衡狀態(tài)B.假如物體的運(yùn)動(dòng)速度大小不變,則其必處于平衡狀態(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、方向相反答案:CD解析:物體運(yùn)動(dòng)速度為零時(shí),該物體不肯定處于靜止?fàn)顟B(tài),A錯(cuò)誤;物體運(yùn)動(dòng)速度大小不變、方向改變時(shí),物體的運(yùn)動(dòng)不是勻速直線運(yùn)動(dòng),物體不處于平衡狀態(tài),B錯(cuò)誤;物體處于平衡狀態(tài)時(shí),合力為零,物體沿隨意方向的合力都必為零,C正確;物體受三個(gè)共點(diǎn)力作用處于平衡狀態(tài)時(shí),隨意兩個(gè)共點(diǎn)力的合力與第三個(gè)力等大反向,合力為零,D正確。2.(多選)下列運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目中的運(yùn)動(dòng)員處于平衡狀態(tài)的是()A.體操運(yùn)動(dòng)員雙手握住單杠吊在空中不動(dòng)時(shí)B.蹦床運(yùn)動(dòng)員在空中上升到最高點(diǎn)時(shí)C.舉重運(yùn)動(dòng)員在舉起杠鈴后不動(dòng)的那段時(shí)間內(nèi)D.游泳運(yùn)動(dòng)員仰臥在水面靜止不動(dòng)時(shí)答案:ACD解析:物體處于平衡狀態(tài)的條件是a=0,B項(xiàng)中運(yùn)動(dòng)員在最高點(diǎn)時(shí)v=0,而a≠0,故不是處于平衡狀態(tài),B錯(cuò)誤,A、C、D正確。3.物體受到與水平方向成30°角的拉力F作用向左做勻速直線運(yùn)動(dòng),如圖所示。則物體受到的拉力F與地面對(duì)物體的摩擦力的合力的方向是()A.向上偏左B.向上偏右C.豎直向上D.豎直向下答案:C解析:物體受四個(gè)力的作用,受力分析如圖所示。在四個(gè)力作用下物體做勻速直線運(yùn)動(dòng),則四個(gè)力的合力肯定等于零。由此可知,拉力F與摩擦力Ff的合力肯定與重力mg和支持力FN的合力大小相等、方向相反。由于重力mg和支持力FN的合力豎直向下,所以拉力F和摩擦力Ff的合力方向肯定豎直向上。4.如圖所示,物體M放在水平面上受到兩個(gè)水平力的作用,F1=4N,F2=8N,物體處于靜止?fàn)顟B(tài)。假如將水平力F1增加5N,則()A.物體M仍處于靜止B.物體M受到的合力方向向左C.物體M受到的合力方向向右D.物體M受到的摩擦力等于5N答案:A解析:據(jù)題意可知,當(dāng)F1=4N,F2=8N時(shí),物體處于靜止?fàn)顟B(tài),即物體所受最大靜摩擦力的最小值應(yīng)為F2-F1=8N-4N=4N。假如將F1增加5N,則F1'=4N+5N=9N,明顯F1'-F2=9N-8N=1N,小于最大靜摩擦力,故物體仍處于靜止?fàn)顟B(tài),所受靜摩擦力為1N,方向與F1'的方向相反,物體所受合力為零,故A選項(xiàng)正確。5.(2024江蘇揚(yáng)州期末)如圖所示,物體在平行于斜面對(duì)上、大小為6N的力F作用下,沿固定的粗糙斜面對(duì)上做勻速直線運(yùn)動(dòng),物體與斜面間的滑動(dòng)摩擦力()A.等于零 B.小于6NC.等于6N D.大于6N答案:B解析:對(duì)物體受力分析,在沿斜面方向上,物體受到重力沿斜面的分力F1、滑動(dòng)摩擦力Ff和拉力F,則F1+Ff=F,故Ff<6N,B正確。6.在建筑裝修中,工人用質(zhì)量為m的磨石對(duì)斜壁進(jìn)行打磨,如圖所示,當(dāng)對(duì)磨石加豎直向上的推力F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.(mg-F)sinθB.(F+mg)cosθC.μ(F-mg)cosθD.μ(F-mg)sinθ答案:D解析:作出如圖所示的受力分析圖,F與mg的合力向上,其沿斜面的分力與摩擦力平衡。故有(F-mg)cosθ=Ff,(F-mg)sinθ=FN,由于磨石恰好沿斜壁向上做勻速運(yùn)動(dòng),故磨石與斜壁間的摩擦力是滑動(dòng)摩擦力,所以Ff=μ(F-mg)sinθ,D正確。7.如圖所示,一物體放在水平地面上,對(duì)物體施加一個(gè)傾角為θ的斜向右上的力F,當(dāng)這個(gè)力從零起先漸漸增大時(shí),物體(始終未離開地面)受到的摩擦力將()A.漸漸增大B.漸漸減小C.先漸漸增大,后又漸漸減小D.先漸漸減小,后又漸漸增大答案:C解析:對(duì)物體進(jìn)行受力分析,如圖所示,將F進(jìn)行正交分解,可得F1=Fcosθ,F2=Fsinθ。在F較小時(shí),物體不運(yùn)動(dòng),摩擦力Ff是靜摩擦力,其大小為Ff=F1=Fcosθ。所以F增大時(shí),Ff也增大。在F較大時(shí)物體發(fā)生了運(yùn)動(dòng),靜摩擦力變?yōu)榛瑒?dòng)摩擦力,其大小為Ff'=μFN,又由豎直方向受力平衡,有FN+F2=G,所以FN=G-F2=G-Fsinθ?；瑒?dòng)摩擦力的大小Ff'=μ(G-Fsinθ),所以當(dāng)F增大時(shí),Ff'減小。8.如圖所示,質(zhì)量為m的物體在恒力F作用下,沿水平天花板向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)。力F與水平方向夾角為θ,重力加速度為g。求物體與天花板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ。答案:F解析:對(duì)物體受力分析,將力F正交分解,如圖所示。依據(jù)共點(diǎn)力平衡條件得,水平方向Fcosθ-Ff=0豎直方向Fsinθ-FN-mg=0由Ff=μFN可得μ=Fcos選考奠基素養(yǎng)提升1.如圖所示,某個(gè)物體在F1、F2、F3、F4四個(gè)力的作用下處于靜止?fàn)顟B(tài),若F4的方向沿逆時(shí)針轉(zhuǎn)過60°而保持其大小不變,其余三個(gè)力的大小和方向均不變,則此時(shí)物體所受到的合力大小為()A.F42C.F4 D.3F4答案:C解析:由共點(diǎn)力的平衡條件可知,F1、F2、F3的合力應(yīng)與F4等大反向,當(dāng)F4的方向沿逆時(shí)針轉(zhuǎn)過60°而保持其大小不變時(shí),F1、F2、F3的合力的大小仍為F4,但方向與F4成120°角,由平行四邊形定則可得,此時(shí)物體所受的合力大小為F4。2.(多選)用繩索將小船拉向岸邊,如圖所示,設(shè)船在水中運(yùn)動(dòng)時(shí)水的阻力大小不變,那么在小船勻速靠岸的過程中,下列說法正確的是()A.繩子的拉力F不斷增大B.繩子的拉力F不變C.船的浮力減小D.船的浮力增大答案:AC解析:小船受四個(gè)力的作用而勻速前進(jìn)。水平方向有Ff=Fcosθ,豎直方向有Fsinθ+F浮=mg。當(dāng)θ角增大時(shí),由于阻力Ff不變,所以拉力F增大,浮力F浮減小。3.如圖所示,一根輕繩跨過定滑輪后系在質(zhì)量較大的球上,球的大小不行忽視。在輕繩的另一端加一個(gè)力F,把球沿斜面由圖示位置緩慢拉上頂端,各處的摩擦不計(jì),在這個(gè)過程中拉力F()A.漸漸增大B.保持不變C.先增大后減小D.先減小后增大答案:A解析:將球沿固定的光滑斜面由題圖位置緩慢拉到頂端的過程中,繩子拉力方向如圖中1到2到3的位置(留意起先時(shí)繩子拉力與支持力的夾角就是大于90°的)。由圖可以看出繩子拉力始終增大,即F始終增大。4.質(zhì)量分別為m'、m的兩物體用跨過定滑輪(不計(jì)軸摩擦)的輕繩相連,如圖所示,OA、OB與水平面的夾角分別為30°、60°,兩物體均處于靜止?fàn)顟B(tài)。則()A.輕繩OA對(duì)質(zhì)量為m'的物體的拉力大于輕繩OB對(duì)質(zhì)量為m'的物體的拉力B.輕繩OA對(duì)質(zhì)量為m'的物體的拉力等于輕繩OB對(duì)質(zhì)量為m'的物體的拉力C.質(zhì)量為m的物體受到水平面的靜摩擦力大小為零D.質(zhì)量為m的物體受到水平面的靜摩擦力的方向水平向左答案:D解析:此題考查探討對(duì)象的選取,意在培育學(xué)生敏捷處理問題的實(shí)力,形成科學(xué)思維。取O點(diǎn)為探討對(duì)象進(jìn)行受力分析,如圖所示,可知FA<FB,故A、B錯(cuò)誤;質(zhì)量為m的物體受水平面的靜摩擦力的方向水平向左,故C錯(cuò)誤,D正確。5.一物體置于粗糙的斜面上,給該物體施加一個(gè)平行于斜面的力,當(dāng)此力為100N且沿斜面對(duì)上時(shí),物體恰能沿斜面對(duì)上勻速運(yùn)動(dòng);當(dāng)此力為20N且沿斜面對(duì)下時(shí),物體恰能在斜面上向下勻速運(yùn)動(dòng),求施加此力前物體在斜面上受到的摩擦力。答案:40N解析:物體沿斜面對(duì)上運(yùn)動(dòng)時(shí)受力分析如圖甲所示。甲由共點(diǎn)力的平衡條件得x軸上,F1-Ff1-mgsinα=0y軸上,mgcosα-FN1=0又Ff1=μFN1物體沿斜面對(duì)下運(yùn)動(dòng)時(shí)受力分析如圖乙所示。乙由共點(diǎn)力的平衡條件得x軸上,Ff2-F2-mgsinα=0y軸上,mgcosα-FN2=0又Ff2=μFN2聯(lián)立以上各式得,Ff1=Ff2=Ff=F1+F22=100+202N當(dāng)不施加此力時(shí),物體受重力沿斜面對(duì)下的分力mgsinα<Ff故物體靜止在斜面上,受到的靜摩擦力Ff'=mgsinα=40N。6.如圖所示,A、B的重力分別為9.2N和6.4N,各接觸面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為0.2,連接墻壁與A之間的細(xì)繩MN與水平方向夾角為37°,現(xiàn)從A下方向右勻速拉出B。(sin37°=0.6,cos37°=0.8)求:(1)此時(shí)繩MN對(duì)A的拉力大小;(2)所需的水平拉力F的大小。答案:(1)2N(2)4.48N解析:此題需依據(jù)所求問題敏捷選取探討對(duì)象,依據(jù)平衡條件進(jìn)行求解,逐步形成科學(xué)思維。