2024-2025學(xué)年高中物理第5章力與平衡第34節(jié)力的平衡平衡條件的應(yīng)用課時(shí)作業(yè)含解析魯科版必修1

PAGE5-平衡條件的應(yīng)用一、選擇題1．下面有關(guān)穩(wěn)度的說(shuō)法中正確的是()A．平放的磚的穩(wěn)度大于豎放的磚的穩(wěn)度B．試驗(yàn)室的天平、鐵架臺(tái)都安裝在面積較大且較重的底座上，其做法是為了增大穩(wěn)度C．裝載車船，要把輕貨放在下面，重貨放在上面，以增大穩(wěn)度D．照相機(jī)架、高壓電線鐵塔有相當(dāng)大的支撐面以增大穩(wěn)度解析：降低重心，增大支持面面積，可以增大穩(wěn)度，所以A、B、D正確；C中的做法會(huì)使重心上升，故C錯(cuò)誤．答案：ABD2．下列屬于平衡狀態(tài)的物體是()A．高速馬路上勻速直線行駛的汽車B．百米競(jìng)賽中運(yùn)動(dòng)員的起跑瞬間C．隕石進(jìn)入大氣層受到很大阻力劃出一條亮線而減速D．乘客在加速啟動(dòng)的列車中靜止不動(dòng)解析：依據(jù)平衡狀態(tài)的特征勻速或靜止，或者說(shuō)加速度等于零，A選項(xiàng)中的汽車是平衡狀態(tài)，B、C、D均不是，故選A.答案：A3．幾個(gè)共點(diǎn)力作用在一個(gè)物體上，使物體處于平衡狀態(tài)，下列說(shuō)法正確的是()①幾個(gè)力的合力肯定為零，各個(gè)力在隨意方向上分力的合力也為零②合力肯定為零，但F＝eq\r(F\o\al(2,x)＋F\o\al(2,y))故Fx、Fy不肯定為零③其中隨意一個(gè)力的大小肯定與其他幾個(gè)力的合力大小相等，而方向相反④只變更一個(gè)力的大小或方向，物體的狀態(tài)可能不變A．①③ B．③④C．①④ D．②④解析：物體處于平衡狀態(tài)所受合外力為零，故Fx＝0、Fy＝0，若其中只有一個(gè)力的大小或方向發(fā)生變更，合外力不再為零，物體不是平衡狀態(tài)，其狀態(tài)肯定變更，故②④錯(cuò)誤，①③正確．答案：A4．在如圖中，能表示物體處于平衡狀態(tài)的是()解析：A圖中物體的加速度漸漸減小，做變速運(yùn)動(dòng)，故不是處于平衡狀態(tài)；B圖中物體做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，故也不是處于平衡狀態(tài)；C圖中物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故物體處于平衡狀態(tài)；D圖中合外力漸漸減小但不為零，故不是處于平衡狀態(tài)．答案：C5．水平地面上靜置一重為100N的物體，用60N豎直向上的力拉它，此物體受到的合力為()A．0 B．40NC．60N D．160N解析：因60N豎直向上的拉力小于物體的重力，不能將物體提起，物體仍處于平衡狀態(tài)，故所受到的合外力為零．選項(xiàng)A正確．答案：A6.如圖所示，物體A和B一起沿斜面勻速下滑，則物體A受到的力是()A．重力，B對(duì)A的支持力B．重力，B對(duì)A的支持力、下滑力C．重力，B對(duì)A的支持力、摩擦力D．重力，B對(duì)A的支持力、摩擦力、下滑力解析：物體A和B一起沿斜面勻速下滑，物體A受重力和B對(duì)A的支持力，若B對(duì)A有摩擦力，則A所受合力不為零，故A不受摩擦力，A正確．答案：A7.如圖所示，一物體在五個(gè)力作用下保持平衡．現(xiàn)在保持其它力不變，進(jìn)行如下操作，正確的說(shuō)法是()A．假如撤去F1，物體所受的合力大小為2F1，方向和F1B．假如將F1逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°，合力大小將變?yōu)閑q\r(2)F1C．假如將F5逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)180°，合力大小將變?yōu)閑q\r(2)F5D．假如將F2減半，物體不再平衡，合力大小為F2/2解析：由共點(diǎn)力的平衡條件可知，F(xiàn)2、F3、F4、F5的合力應(yīng)與F1等值反向，撤去F1，其合力大小為F1，故A錯(cuò)；同理，可求得B選項(xiàng)中F1逆時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)90°，其余4個(gè)力的合力大小為F1，兩者相互垂直，合力大小為eq\r(2)F1，故B對(duì)；又F1、F2、F3、F4的合力與F5等值反向，當(dāng)F5逆時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)180°，合力大小為2F5，故C錯(cuò)；F1、F3、F4、F5的合力與F2等值反向，當(dāng)F2減半時(shí)，合力為eq\f(F2,2)，故D對(duì)．答案：BD8．一氫氣球下系一小重物G，重物只在重力和繩的拉力作用下做勻速直線運(yùn)動(dòng)，不計(jì)空氣阻力和風(fēng)力影響，而重物運(yùn)動(dòng)的方向如圖中箭頭所示的虛線方向，圖中氣球和重物G在運(yùn)動(dòng)中所處的位置可能是()解析：重物G受到重力和繩的拉力的共同作用，由力的平衡可知，二力必定反向，所以懸線是豎直的．答案：A9．(選做題)如圖所示，用一根繞過(guò)定滑輪的細(xì)繩把質(zhì)量分別為m和M的兩個(gè)物塊P和Q拴在一起處于靜止．現(xiàn)使物塊Q沿水平地面對(duì)右移動(dòng)一小段距離后再次靜止，則與原來(lái)靜止時(shí)相比，下列關(guān)于力的變更的結(jié)論正確的是()A．細(xì)繩的張力不變，Q的合力不變B．細(xì)繩的張力變大，Q的合力不變C．地面的摩擦力肯定減小，Q的合力變小D．地面的支持力肯定減小，Q的合力不變解析：對(duì)物體P受力分析可知，細(xì)繩的張力大小T＝mg，移動(dòng)前后相同；物體Q由于兩次都靜止，由共點(diǎn)力平衡條件知Q的合力為0，故A對(duì)，B、C錯(cuò)；對(duì)物體Q受力分析：N＋Tsinθ＝Mg①Tcosθ＝f②T＝mg，代入①式得N＝Mg－mgsinθ，向右移動(dòng)，θ變小，可得出結(jié)論：支持力N變大，故D錯(cuò)．答案：A二、非選擇題10．質(zhì)量為30kg的小孩坐在10kg的雪橇上，大人用與水平方向成θ＝37°斜向上的大小為100N的拉力拉雪橇，使雪橇沿水平地面做勻速運(yùn)動(dòng)(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g取10N/kg)，求：(1)地面對(duì)雪橇的支持力大?。?2)雪橇與水平地面的動(dòng)摩擦因數(shù)的大?。馕觯?1)對(duì)小孩和雪橇整體受力分析得：豎直方向：Fsinθ＋N＝mg解得N＝mg－Fsinθ＝340N(2)水平方向：Fcosθ－f＝0，f＝μN(yùn)解得：μ＝eq\f(4,17)＝0.24.答案：(1)300N(2)0.2411.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(dòng)摩擦因數(shù)為μ，若要使物體沿墻向上勻速運(yùn)動(dòng)，試求外力F的大小．解析：物體向上運(yùn)動(dòng)，受力分析如圖所示，建立如圖所示的坐標(biāo)系．由共點(diǎn)力平衡條件得：Fcosα－N＝0①Fsinα－f－mg＝0②又f＝μN(yùn)③由①②③得，F(xiàn)＝eq\f(mg,sinα－μcosα).答案：eq\f(mg,sinα－μcosα)12．(選做題)如圖所示，質(zhì)量為m1的物體甲通過(guò)三段輕繩懸掛，三段輕繩的結(jié)點(diǎn)為O.輕繩OB水平且B端與放置在水平面上的質(zhì)量為m2的物體乙相連，輕繩OA與豎直方向的夾角θ＝37°，物體甲、乙均處于靜止?fàn)顟B(tài)．(已知：sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，tan37°＝0.75.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受到的拉力大小是多大？(2)物體乙受到的摩擦力是多大？方向如何？(3)若物體乙的質(zhì)量m2＝4kg，物體乙與水平面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ＝0.3，則欲使物體乙在水平面上不滑動(dòng)，物體甲的質(zhì)量m1最大不能超過(guò)多少？解析：(1)解法一分解法．以O(shè)點(diǎn)為探討對(duì)象并進(jìn)行受力分析，建立如圖所示的坐標(biāo)系，則TOAcosθ＝m1gTOAsinθ＝TOB解得：TOA＝eq\f(m1g,cosθ)＝eq\f(5,4)m1gTOB＝m1gtanθ＝eq\f(3,4)m1g解法二合成法．合成TOB與m1g，合力F＝TOA.則TOA＝eq\f(m1g,cosθ)＝eq\f(5,4)m1gTOB＝m1gtanθ＝eq\f(3,4)m1g.(2)物體乙靜止，乙所受摩擦力f＝TOB＝eq\f(3,4)m1g方向水平向左．(3)物體乙所受最大摩擦力fmax＝μm2g當(dāng)TOB′＝fmax＝1