2024-2025學(xué)年高中物理第5章力與平衡第3節(jié)力的平衡第4節(jié)平衡條件的應(yīng)用作業(yè)含解析魯科版必修1_第1頁
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PAGE5-力的平衡平衡條件的應(yīng)用(時間:40分鐘分值:100分)一、選擇題(本題共6小題,每小題6分,共36分)1.下列關(guān)于質(zhì)點處于平衡狀態(tài)的論述,正確的是()A.質(zhì)點肯定不受力的作用B.質(zhì)點肯定沒有加速度C.質(zhì)點肯定做勻速直線運動D.質(zhì)點肯定保持靜止B[處于平衡狀態(tài)的物體,合力為零,物體可以受力的作用,只是合力是零,所以A錯誤;處于平衡狀態(tài)的物體,合力為零,由牛頓其次定律可知,物體的加速度為零,所以B正確;平衡狀態(tài)指的是物體處于靜止或勻速直線運動狀態(tài),物體可以保持靜止,所以C錯誤;平衡狀態(tài)指的是物體處于靜止或勻速直線運動狀態(tài),物體可以做勻速直線運動,所以D錯誤.]2.如圖所示,一只蝸牛沿著葡萄枝緩慢爬行,若葡萄枝的傾角為α,則葡萄枝對重為G的蝸牛的作用力為()A.Gsinα B.GcosαC.G D.小于GC[蝸牛受到豎直向下的重力和葡萄枝的作用力,兩力平衡,等大反向,所以葡萄枝對蝸牛的作用力大小等于G,故C正確.]3.(多選)下列物體的設(shè)計中能增大穩(wěn)度的是()A.不倒翁的下部填充溢物,上部空殼B.賽車有一副“身矮輪寬”的怪模樣C.凳子將四條腿改為三條腿D.船的兩頭尖,中間寬AB[不倒翁的結(jié)構(gòu)能降低重心,從而增大穩(wěn)度,A正確;賽車的寬輪胎能增大接觸面,從而增大穩(wěn)度,B正確;C、D不能增大穩(wěn)度.]4.某物體在三個共點力的作用下處于靜止?fàn)顟B(tài),若把其中一個力F1的方向沿順時針轉(zhuǎn)過90°而保持其大小不變,其余兩個力保持不變,則此時物體所受的合力大小為()A.F1 B.eq\r(2)F1C.2F1 D.無法確定B[其他兩個力的合力大小為F1,方向與F1反向,當(dāng)F1轉(zhuǎn)過90°時,三力合力為eq\r(2)F1,B正確.]5.如圖所示,物塊A放在傾斜的木板上,已知木板的傾角α分別為30°和45°時物塊所受摩擦力的大小恰好相同,則物塊和木板間的動摩擦因數(shù)為()A.eq\f(1,2)B.eq\f(\r(3),2)C.eq\f(\r(2),2)D.eq\f(\r(5),2)C[由題意可以推斷出,當(dāng)傾角α=30°時,物塊受到的摩擦力是靜摩擦力,大小為f1=mgsin30°,當(dāng)α=45°時,物塊受到的摩擦力為滑動摩擦力,大小為f2=μN=μmgcos45°,由f1=f2解得μ=eq\f(\r(2),2),C正確.]6.兩個物體A和B,質(zhì)量分別為M和m,用跨過定滑輪的輕繩相連,A靜止于水平地面上,如圖所示,不計摩擦力,A對繩的作用力的大小與地面對A的作用力的大小分別為()A.mg,(M-m)gB.mg,MgC.(M-m)g,MgD.(M-m)g,(M-m)gA[先探討B(tài),B受重力mg和繩的拉力T,B處于平衡狀態(tài),故T=mg,即B對繩的拉力大小等于mg.再分析繩受力,A拉繩的力與B拉繩的力是一對平衡力,因此A對繩的作用力的大小也是mg.再分析A,A受向下的重力Mg,繩、地面對A的向上的力為T′、N,列平衡方程得T′+N=Mg,所以N=Mg-T′,即N=(M-m)g.]二、非選擇題(14分)7.有一小甲蟲,在半徑為r的半球碗中向上爬,設(shè)蟲足與碗壁間的動摩擦因數(shù)為μ=0.75.試問它能爬到的最高點離碗底多高?解析:受力分析如圖所示.f=μN=μmgcosθ ①由受力平衡知f=mgsinθ ②由①②式解得θ=37°所以離地面高度h=r-rcos37°=0.2r.答案:0.2r一、選擇題(本題共4小題,每小題6分,共24分)1.(多選)如圖,用輕繩吊一個重為G的小球,欲施一力F使小球在圖示位置平衡(θ<30°),下列說法正確的是()A.力F最小值為GsinθB.若力F與繩拉力大小相等,力F方向與豎直方向必成θ角C.若力F與G大小相等,力F方向與豎直方向必成θ角D.若力F與G大小相等,力F方向與豎直方向可成2θ角ABD[此題事實上可視為一動態(tài)平衡問題,如圖,可知A、B、D正確.]2.如圖所示,質(zhì)量為m的木塊A放在斜面體B上,若A和B沿水平方向以相同的速度v0一起向左做勻速直線運動,則A和B之間的相互作用力大小為()A.mg B.mgsinθC.mgcosθ D.0A[選取A為探討對象,因為A水平向左做勻速直線運動,所以其所受力的合力為零,斜面體B對A的作用力與A的重力等大反向,故A和B之間的相互作用力大小為mg,故A選項正確.]3.(多選)將小船用繩索拉向岸邊,如圖所示,設(shè)船在水中運動時水的阻力大小不變,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T增大 B.繩子的拉力T不變C.船的浮力減小 D.船的浮力增大AC[小船受四個力的作用而勻速前進(jìn).水平方向:F′=Tcosθ,豎直方向:Tsinθ+F浮=mg當(dāng)θ角增大時,由于阻力F′不變,則拉力T增大,浮力F浮減小.]4.(多選)如圖所示,質(zhì)量分別為m1、m2的兩個物體通過輕彈簧連接,在力F的作用下一起沿水平方向做勻速直線運動(m1在地面上,m2在空中),力F與水平方向成θ角.則m1所受支持力N和摩擦力f正確的是()A.N=m1g+m2g-FsinθB.N=m1g+m2g-FcosθC.f=FcosθD.f=FsinθAC[選整體為探討對象,在水平方向整體受摩擦力f和F在水平方向的分力,依據(jù)平衡條件得f=Fcosθ,所以選項C正確,選項D錯誤;在豎直方向受支持力N、重力和F在豎直方向的分力,依據(jù)平衡條件得N=m1g+m2g-Fsinθ,所以選項A正確,選項B錯誤.]二、非選擇題(本題共2小題,共26分)5.(13分)如圖所示,物體質(zhì)量為m,靠在粗糙的豎直墻上,物體與墻之間的動摩擦因數(shù)為μ,若要使物體沿墻向上勻速運動,試求外力F的大?。馕觯何矬w向上運動,受力分析如圖所示,建立如圖所示的坐標(biāo)系.由共點力平衡條件得:Fcosα-N=0 ①Fsinα-f-mg=0 ②又f=μN ③又①②③得F=eq\f(mg,sinα-μcosα).答案:eq\f(mg,sinα-μcosα)6.(13分)風(fēng)箏(如圖甲所示)是借助于風(fēng)對其作用力和牽線對其拉力的作用,才得以在空中處于平衡狀態(tài)的.如圖乙所示風(fēng)箏平面AB與水平面的夾角為30°,牽線與風(fēng)箏平面AB的夾角為53°,風(fēng)箏質(zhì)量為300g,求風(fēng)對風(fēng)箏的作用力的大?。?設(shè)風(fēng)對風(fēng)箏的作用力與風(fēng)箏平面垂直,g取10m/s2)甲乙解析:風(fēng)箏平衡時共受到三個力作用,即重力mg、風(fēng)對它的作用力F和牽線對它的拉力T,如圖所示.以AB方向為x軸方向,F(xiàn)方向為y軸方向,建立平面直角坐標(biāo)系,將重力和拉力T正交分解,即

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