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【创新设计】2022高中物理 4.2-4.3 平衡条件的应用 平衡的稳定性每课一练 教科版必修1

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【创新设计】2022-2022高中物理4.2-4.3平衡条件的应用平衡的稳定性A每课一练教科版必修1(时间:60分钟)题组一 共点力平衡条件的应用1.如图42、311所示,两个等大、反向的水平力F分别作用在物体A和B上,A、B两物体均处于静止状态.若各接触面与水平地面平行,则A、B两物体各受几个力(假设水平地面光滑)(  )图42、311A.3个,4个B.4个,4个C.4个,5个D.4个,6个解析 对物体A受力分析,竖直方向上受两个力:重力和支持力;水平方向受两个力:水平力F和B对A的摩擦力,即物体A共受4个力作用;对物体B受力分析,竖直方向上受3个力作用:重力、地面的支持力、A对B的压力;水平方向受两个力作用:水平力F和A对B向右的摩擦力,即物体B共受5个力的作用,故C正确.答案 C2.如图42、312所示,质量为M的木板静止在桌面上,木板上有质量为m的滑块在匀速滑行,拉力大小为F.已知滑块与木板间、木板与桌面间的动摩擦因数均为μ,M=3m,那么木板所受桌面的摩擦力的大小是(  )图42、312A.FB.2μmgC.3μmgD.4μmg解析 m匀速滑行,由平衡条件知F=μmg,M静止不动,由平衡条件知桌面的摩擦力等于m、M间的摩擦力,大小为μmg,所以A对,B、C、D错.答案 A3.(2022四川宜宾期末)如图42、313所示,皮带运输机将物体匀速地送往高处,下列结论正确的是(  )图42、3137A.物体受到与运动方向相同的摩擦力作用B.传送的速度越大,物体受的摩擦力也越大C.物体所受的摩擦力与匀速传送的速度无关D.若匀速地向下传送物体,物体所受的摩擦力沿皮带向下解析 由物体匀速运动,物体所受的摩擦力应和重力沿传送带方向向下的分力平衡,即沿皮带向上,与传送的速度大小和方向无关.答案 AC4.如图42、314所示,位于斜面上的物体M在沿斜面向上的力F作用下而处于静止状态,对M的受力情况,下列说法正确的是(  )图42、314A.可能受三个力作用B.可能受四个力作用C.一定受三个力作用D.一定受四个力作用解析 对M进行受力分析,M受重力、斜面的支持力、推M的力F,M与斜面挤压处是否有摩擦力,是沿斜面向上还是沿斜面向下由F与mgsinα决定,所以A、B正确,C、D错误.答案 AB5.一质量为M的探空气球在匀速下降.若气球所受浮力F始终保持不变,气球在运动过程中所受阻力仅与速率有关,且它们关系为f=kv(k为比例系数),重力加速度为g,现欲使该气球以同样速率匀速上升,则需从气球吊篮中减少的质量为(  )A.2(M-)B.M-C.2M-D.0解析 设气球所受阻力为f=kv,当气球匀速下降时,有Mg=F+kv,当气球匀速上升时,有(M-m0)g+kv=F,解得m0=2(M-),A正确.答案 A题组二 三解形法解平衡问题6.三个共点力作用在同一物体上,处于平衡状态.其中一个力大小为4.0N,方向向北;另一个力大小为3.0N,方向向东;那么第三个力的大小和方向为(  )A.5.0N,向东北B.5.0N,向西南C.7.0N,向东北D.7.0N,向西南7解析 如图所示,由共点力的平衡条件,第三个力一定与另两个力的合力等大、反向,因此F==5.0N,方向向西南.答案 B7.如图42、315所示,石拱桥的正中央有一质量为m的对称楔形石块,侧面与竖直方向的夹角为α,重力加速度为g.若接触面间的摩擦力忽略不计,则石块侧面所受弹力的大小为(  )图42、315A.B.C.mgtanαD.mgcotα解析 对石块受力分析如图所示,由平衡条件得:2Nsinα=mg,解得N=.答案 A题组三 动态平衡问题8.(2022四川绵阳月考)如图42、316,一物体用一轻绳悬挂于O点而静止,现在用一个水平力F作用在物体上,使其缓慢偏离竖直位置,则水平拉力F的大小变化情况为(  )图42、316A.先变大,后变小 B.先变小,后变大C.一直变大   D.不断变小答案 C9.用细绳将重球悬挂在竖直光滑墙上如图42、317所示,当悬挂绳变长时(  )7图42、317A.绳子拉力变小,墙对球弹力变大B.绳子拉力变小,墙对球弹力变小C.绳子拉力变大,墙对球弹力变大D.绳子拉力变大,墙对球弹力变小解析 设绳子和墙面夹角为θ,对小球进行受力分析:把绳子的拉力T和墙对球的弹力为N合成F,由于物体是处于静止的,所以物体受力平衡,所以物体的重力等于合力F,即F=G,根据几何关系得出:T=,N=mgtanθ,先找到其中的定值,就是小球的重力mg,mg是不变的,随着绳子加长,细线与墙壁的夹角θ减小,则cosθ增大,减小,tanθ减小,mgtanθ减小,所以,T减小,N减小.故选B.答案 B10.如图42、318所示,一个光滑的小球,放置在墙壁和斜木板之间,当斜木板和竖直墙壁的夹角θ角缓慢增大时(θ<90°),则(  )图42、318A.墙壁受到的压力减小,木板受到的压力减小B.墙壁受到的压力增大,木板受到的压力减小C.墙壁受到的压力增大,木板受到的压力增大D.墙壁受到的压力减小,木板受到的压力增大解析 以小球为研究对象,处于平衡状态,根据受力平衡,有:由图可知,墙壁给球的压力F2逐渐减小,斜木板给球的支持力F17逐渐减小,根据牛顿第三定律可知墙壁受到的压力减小,木板受到的压力减小,故B、C错误,A正确.答案 A11.(2022山东文登期末)穿过挂有重物的动滑轮的绳子两端分别固定于两个竖直板上A、B两点,如图42、319所示,已知B点在A点之上.若将A点所在的板向右缓慢水平移动少许至M虚线位置.下列有关说法正确的是(  )图42、319A.滑轮所在的高度不变B.绳子被拉断的可能性变大C.绳子被拉断的可能性变小D.绳子对滑轮的作用力不变解析 重物两面的绳左右对称,即两绳与竖直方向的夹角θ相等.根据平衡条件,有:2Tcosθ=mg.向右缓慢水平移动即θ变大,故绳的拉力T变大.答案 BD题组四 正交分解法解平衡问题12.如图42、320所示,一物体放在水平地面上,对物体施加一个倾角为θ的斜向上方的力F,当这个力从零开始逐渐增大时,物体受到的摩擦力将(  )图42、320A.逐渐增大B.逐渐减小C.先逐渐增大,后又减小D.先逐渐减小,后又增大解析 对物体进行受力分析,如图所示,将F进行正交分解,可得F1=Fcosθ,F2=Fsinθ.在F较小时,物体不运动,摩擦力f是静摩擦力,其大小应为f=F1=Fcosθ.所以F增大时,f也增大;在F较大时物体发生了运动,静摩擦力变为滑动摩擦力,其大小应为f′=μN,又由竖直方向受力平衡,有N+F2=G,所以N=G-F2=G-Fsinθ.滑动摩擦力的大小f′=μ(G-Fsinθ),所以当F增大时,f′就减小了.答案 C713.如图42、321所示,一木块在垂直于倾斜天花板平面方向的推力F作用下,处于静止状态,则下列判断正确的是(  )图42、321A.木块一定受到4个力的作用B.木块可能受到2个力的作用C.逐渐增大推力F,木块将继续保持静止状态D.木块受天花板的滑动摩擦力随推力F的增大而增大解析 木块在重力作用下,有沿天花板下滑的趋势,一定受到静摩擦力,则天花板对木块一定有弹力.木块受力如图,故A正确,B错误;根据平衡条件得:F=N+Gcosα,f=Gsinα;逐渐增大F的过程,N增大,最大静摩擦力增大,而木块受到的静摩擦力f不变,木块将始终保持静止,故C正确,D错误.故选A、C.答案 AC14.(2022四川绵阳月考)如图42、322所示,倾角α=30°的等腰三角形斜面固定在水平面上,质量分别为2m和m的A、B两个滑块用不可伸长的轻绳通过滑轮连接(不计滑轮质量和摩擦).已知A滑块和左侧斜面的动摩擦因数μ=,B滑块与右侧斜面间光滑接触.且A、B均处于静止状态,则斜面对A的摩擦力fA的大小和方向为(  )图42、322A.fA=mgB.沿斜面向上C.fA=mgD.沿斜面向下解析 B处于静止状态,受力平衡,根据平衡条件得知:绳子的拉力T=mgsinα,再对A进行研究,设斜面对A的静摩擦力方向沿斜面向下,根据平衡条件得:T=2mgsinα+fA,联立以上两式得:fA=-mgsinα=-mg,负号说明斜面对A的静摩擦力方向沿斜面向上.故选A、B.答案 AB15.若把一木块置于台秤上,台秤的读数为50N,然后用一个与水平方向夹角为60°7的斜向上的拉力作用于木块上,木块仍保持静止,但发现台秤的读数减少了20N.求:(1)斜向上的拉力的大小;(2)木块与台秤间的摩擦力大小.解析 (1)由题意知:Fsin60°=20N,解得拉力F=N.(2)摩擦力f=Fcos60°=N.答案 (1)N (2)N16.如图42、323所示,小球被轻质细绳系住斜吊着放在静止的光滑斜面上,设小球质量m=kg,斜面倾角θ=30°,悬线与竖直方向夹角α=30°,求:(g取10m/s2)图42、323(1)悬线对小球拉力的大小;(2)小球对斜面压力的大小.解析 对小球进行受力分析,小球受重力、斜面支持力和轻绳拉力,沿斜面和垂直斜面建立直角坐标系,将拉力和重力正交分解,由平衡条件得mgsinθ=Tcos(60°-α)  ①mgcosθ=Tsin(60°-α)+N  ②联立①②式,解得T=10N,N=10N.答案 (1)10N (2)10N7

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所属: 高中 - 物理
发布时间:2022-08-25 12:33:36 页数:7
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文章作者:U-336598

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