3.5 共点力的平衡 同步练习能力提升—2021-2022学年高一上学期物理人教版(2019)必修第一册(Word含答案)

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名称 3.5 共点力的平衡 同步练习能力提升—2021-2022学年高一上学期物理人教版(2019)必修第一册(Word含答案)
格式 docx
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资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2021-11-08 11:39:36

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第三章相互作用--力第五节共点力的平衡高一物理上学期必修第一册同步练习能力提升(人教版2019)
练习
一、单选题,共12小题
1.重10N的物体放置在粗糙水平地面上.当其受到2N的水平拉力作用时仍保持静止,此时物体所受摩擦力的大小为(  )
A.12N B.10N C.8N D.2N
2.一把雨伞斜靠在走廊的墙边,伞所在的竖直平面与墙壁垂直,如图所示下列关于伞受力情况判断正确的是(  )
A.地面对伞的弹力一定垂直于地面向上
B.伞与墙壁夹角越小,墙壁对伞的弹力就越大
C.地面和墙壁可能对伞均没有摩擦力作用
D.雨天,雨水使地面湿滑,地面对伞的摩擦力减小
3.如图所示是平衡石头的艺术家在不使用任何工具的情况下,把三块天然石头堆叠在一起的一个石头阵作品。从上往下依次标记为A、B和C,则(  )
A.地面对石头C一定有水平向左的静摩擦力作用
B.C对B的作用力大小一定等于A、B的重力大小之和
C.石头B可能受到石头C的静摩擦力作用,A与B之间一定没有摩擦力
D.轻轻竖直向上拿走石头A,石头B一定会失去平衡而滑落下去
4.如图所示为武警战士用头将三块砖顶在墙上苦练头功的照片。假设每块砖的质量均为m,砖与墙面、砖与头间的动摩擦因数均为μ,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。要使砖恰好静止不动,则武警战士的头对砖施加的水平力为(  )
A. B.
C. D.
5.如图所示,一木块放在水平桌面上,在水平方向共受到三个力即、和摩擦力作用,木块处于静止状态,其中,。若撤去,则木块在水平方向上的合力为(  )
A.,方向向右 B.,方向向右
C.,方向向左 D.零
6.如图所示,在倾角为的斜面上放置一质量量的物体,用一大小为平行斜面底边的水平力推物体(最大静摩擦力等于滑动摩擦力)。已知物体与斜面间的动摩擦因数为0.9,物体受到的摩擦力大小为(  )(,,取)
A. B. C. D.
7.如图所示,光滑斜面上用细线拴着的匀质小球处于静止状态,细线水平且延长线经过球心O,小球与斜面的接触点为A,下列说法正确的是(  )
A.细线的拉力不可能等于小球的重力
B.细线的拉力一定小于斜面对小球的支持力
C.若细线长度等于小球半径,则细线拉力等于小球重力
D.若细线长度等于小球半径.则细线拉力等于小球重力的一半
8.下列关于共点力大小的各组假设中,该物体不可能做匀速直线运动的是(  )
A.3N,4N,6N B.1N,2N,4N C.2N,4N,6N D.5N,5N,1N
9.如图,质量为m的小球(可视为质点)用不可伸长的细线挂在光滑的半球形容器的沿上,发现细线长度一旦小于半球形容器的半径就会断裂,则细线可承受的最大张力为(  )
A.mg B.mg C.mg D.mg
10.质量为m的物体用轻绳AB悬挂于天花板上。用水平向左的力F缓慢拉动绳的中点O,如图所示。用FT表示绳OA段拉力的大小,在O点向左移动的过程中(  )
A.F逐渐变大,FT逐渐变大
B.F逐渐变大,FT逐渐变小
C.F逐渐变小,FT逐渐变大
D.F逐渐变小,FT逐渐变小
11.如图所示,某学生的水壶含挂绳挂在课桌边,图甲为实物图,图乙为简化图,O为挂钩,A、B等高且之间栓接挂绳,不计一切摩擦,以下说法正确的是(  )
A.挂绳对挂钩的作用力等于水壶的重力 B.挂绳对水壶的作用力大于水壶的重力
C.课桌对水壶的作用力大于水壶的重力 D.课桌对水壶的作用力小于水壶的重力
12.如图所示,质量为m的物体置于倾角的固定斜面上,物体与斜面之间的动摩擦因数为。先用水平推力作用于物体上使其能沿斜面匀速上滑。若改用平行于斜面的推力作用于物体上,也能使物体沿斜面匀速上滑,则两次的推力大小之比为(  )
A. B. C. D.
二、多选题,共4小题
13.如图,一粗糙斜面固定在地面上,斜面顶端装有一光滑定滑轮。一细绳跨过滑轮,其一端悬挂物块N,另一端与斜面上的物块M相连,系统处于静止状态。现用水平向左的拉力缓慢拉动N,直至悬挂N的细绳与竖直方向成45°。已知M始终保持静止,则在此过程中(  )
A.水平拉力的大小可能保持不变
B.M所受细绳的拉力大小一定一直增加
C.M所受斜面的摩擦力大小可能一直增加
D.M所受斜面的摩擦力大小一定先减小后增加
14.如图所示,质量为m的木块在质量为M的长木板上,受到水平向右的拉力F的作用而向右滑行,长木板处于静止状态,已知木块与木板间的动摩擦因数为μ1,木板与地面间的动摩擦因数为,下列说法正确的是(  )
A.木板受到地面的摩擦力的大小一定是
B.木板受到地面的摩擦力的大小一定是
C.当时,木板便会开始运动
D.无论怎样改变F的大小,木板都不可能运动
15.如图所示,一质量为m的物块静置在倾角θ= 60°的粗糙斜面上,用一个与斜面底边平行的力F=作用在物块上,该物块仍保持静,则下刻说法正确的是(  )
A.该物块受到的摩擦力大小为 B.该物块受到的摩擦力大小为mg
C.若撤掉该外力F,此物块可能发生滑动 D.若撤掉该外力F,此物块仍静止不动
16.如图,用硬铁丝弯成的光滑半圆环竖直放置,直径竖直,O为圆心,最高点B处固定一光滑轻质滑轮,质量为m的小环A穿在半圆环上。现用细线一端拴在A上,另一端跨过滑轮用力F拉动,使A缓慢向上移动。小环A及滑轮B大小不计,在移动过程中,关于拉力F以及半圆环对A的弹力FN的说法正确的是(  )
A.FN逐渐变小 B.FN大小不变
C.FN的方向背离圆心 D.F逐渐变大
三、填空题,共2小题
17.如图,物体A重100N,物体B重20N,A与水平面的最大的静摩擦力为30N,系统处于静止状态,这时A受到的摩擦力为___________N。如果逐渐增大B的重力而保持系统静止则B物体重力的最大值是___________N。
18.如图所示,滑轮的力及摩擦不计,人重600N,木块重400N,人与木块,木块与水平面间的动摩擦因数均为0.2,现人用力拉绳,使他与木块一起向右匀速运动,则地面受到物块给的摩擦力大小为___________N,人拉绳子的力为___________N。
四、解答题,共2小题
19.教室里的磁性黑板上吸着一个磁性电路元件,如图所示。它受到哪些力的作用?试画出它的受力示意图。
20.如图所示,质量为M上表面光滑的半圆柱体P放置于水平面上,一根轻质细线跨过大小可忽略的光滑定滑轮,一端和置于P上的小球A(可视为质点)连结,另一端系在天花板上的点,光滑的质量不计的小动滑轮置于、之间的细线上,下面通过轻质细绳挂着质量为m的小球B。已知半圆柱体P及两小球A、B均处于静止状态,定滑轮在半圆柱体圆心O的正上方,与竖直方向成30°。长度与半圆柱体半径相等,细线与天花板之间的夹角为37°,重力加速度为g,,求
(1)小球A的质量;
(2)圆柱体P对水平面的摩擦力和压力大小。
试卷第1页,共3页
参考答案
1.D
【详解】
物体在水平方向受到拉力和摩擦力作用处于静止状态,则摩擦力和拉力是一对平衡力,大小相等,即
f=F=2N
故选D。
2.A
【详解】
A.弹力与接触面垂直,则地面对伞的弹力一定垂直于地面向上,选项A正确;
B.伞与墙壁夹角越小,墙壁对伞的弹力就越小;当雨伞和墙壁平行时,墙壁对雨伞支持力为零,选项B错误;
C.当雨伞倾斜时,墙壁对雨伞一定有弹力,此时地面对伞一定有摩擦力作用,选项C错误;
D.雨伞度地面的摩擦力大小取决于雨伞的重力和雨伞的倾角,雨天,雨水使地面湿滑,地面对伞的摩擦力不变,只是地面与雨伞之间的最大静摩擦力减小,选项D错误。
故选A。
3.B
【详解】
A.运用整体法分析可知,整体水平方向不受外力,故地面对C没有摩擦力,故A错误。
B.根据平衡条件可知,C对B的支持力和静摩擦力的合力大小等于A、B整体的重力,故B正确。
C.B与C的接触面倾斜,B与C之间一定有摩擦力。同样A与B的接触面如果是倾斜的,则A与B之间有摩擦力,A与B的接触面如果是水平的,则A与B之间就没有摩擦力。图中无法确定A与B之间的接触面是倾斜还是水平,故C错误。
D.把石头A轻轻拿走,若石头A与石头B的接触面水平,则石头B依然保持平衡(不水平也可能保持静止),故D错误。
故选B。
4.C
【详解】
头与砖,砖与墙之间均存在摩擦力,且动摩擦因数均为μ,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,故砖与墙面、砖与头间的最大静摩擦力均为
且方向竖直向上,砖块静止不动,则对整体有
联立解得
故选C。
5.D
【详解】
木块开始在水平方向受三个力而平衡,则有
f=F1-F2=8N-2N=6N
物体处于静止状态,则说明物体受到的最大静摩擦力大于等于6N;撤去F2后,外力为2N,故物体仍能处于平衡,所以合力一定是零。
故选D。
6.C
【详解】
物体受重力、水平力F、斜面的支持力、静摩擦力,由平衡条件得
解得
故选C。
7.B
【详解】
A.对小球受力分析,小球受重力、细线的拉力和斜面对小球的支持力,由于斜面角度未知,故不能确定细线拉力与重力的大小关系,A错误;
B.根据三力平衡构成的矢量直角三角形可得,细线的拉力小于斜面对小球的支持力,B正确;
CD.由几何关系可得,当线长等于半径时,斜面倾角为30°,则可得
则CD错误。
故选B。
8.B
【详解】
A.3N和4N的合力的范围是1N≤F≤7N,6N在这个范围内,合力可以为零,可以做匀速直线运动,故A错误;
B.1N和2N的合力的范围是1N≤F≤3N,4N不在这个范围内,合力不可能为零,不可能做匀速直线运动,故B正确;
C.2N和4N的合力的范围是2N≤F≤6N,6N在这个范围内,合力可能为零,可能做匀速直线运动,故C错误;
D.5N和5N的合力的范围是0N≤F≤10N,1N在这个范围内,合力可以为零,可以做匀速直线运动,故D错误。
故选B。
9.A
【详解】
设细线可承受的最大张力为T,根据平衡条件及几何关系可得
解得
故选A。
10.A
【详解】
解法一 解析法
以O点为研究对象,受力分析如图所示
当用水平向左的力缓慢拉动O点时,绳OA与竖直方向的夹角θ变大,由共点力的平衡条件知
FT=
F=mgtan θ
所以F逐渐变大,FT逐渐变大。故选A。
解法二 图解法
先画出重力,再画拉力F,最后画出绳的拉力FT构成一个矢量三角形。由题意知FT的方向与竖直方向夹角增大,改变绳子拉力FT的方向,由图可知F增大,FT增大。
故选A。
11.B
【详解】
AB.水壶的受力如图所示,
(图中T表示两个绳子的拉力的合力),由图可知,挂绳对水壶的作用力T的竖直分量等于水壶的重力G,可知
绳子对挂钩的作用力大小也是T,所以大于水壶的重力,A错误,B正确;
CD.课桌对水壶的作用力F等于挂钩对水壶的作用力T的水平分量,T与水平方向夹角未知,不能确定F与G的大小关系,CD错误;
故选B。
12.B
【详解】
物体做匀速运动,对甲图中物体受力分析,如图所示
可得
对乙图中物体受力分析,如图所示
可得
联立可得
故ACD错误,B正确。
故选B。
13.BC
【详解】
AB.根据M、N均保持静止,进行受力分析可知,N受到竖直向下的重力及水平方向的拉力F,变化的绳子拉力T,如下图所示
可知在向左拉动的时候,绳子拉力T和水平拉力F都不断增大,故B正确,A错误;
CD.M的质量与N的质量大小关系不确定,设斜面的倾角为,若
则M所受斜面的摩擦力一直增大,若
则M所受斜面的摩擦力大小先减小,后反向增大,故C正确,D错误。
故选BC。
14.AD
【详解】
AB.对M分析,在水平方向受到m对M的摩擦力和地面对M的摩擦力,两个力平衡,则地面对木板的摩擦力
故A正确,B错误;
CD.无论F大小如何,m在M上滑动时对M的摩擦力大小不变,M在水平方向上仍然受到两个摩擦力处于平衡,不可能运动,木块与木板发生相对滑动的条件是
故D正确,C错误。
故选AD。
15.BD
【详解】
AB.对物块受力分析,可以简化成如图所示的受力分析,根据平衡条件,则有
故A错误,B正确。
CD.当撤去外力之后,只需要沿斜面向上大小为的摩擦力就可以平衡,故C错误,D正确。
故选BD。
16.BC
【详解】
在物块缓慢向上移动的过程中,小圆环A处于三力平衡状态,根据平衡条件知mg与FN的合力与FT等大反向共线,做出mg与FN的合力,如图,由三角形相似得
AB变小,BO不变,则F变小
AO、BO都不变,则FN不变,方向始终背离圆心,AD错误,BC正确。
故选BC。
17.20 30
【详解】
[1]对结点分析可知
对A分析可知
[2]A所受的最大静摩擦力
解得
18.200 100
【详解】
[1]根据滑动摩擦力公式得
[2]对人和木块整体分析有
解得
19.重力G、静摩擦力f、支持力N和磁铁的吸引力F
【详解】
对电路元件受力分析,可知,其受重力G、静摩擦力f、支持力N和磁铁的吸引力F,共四个力作用,受力分析图,如图所示
20.(1);(2),Mg+
【详解】
(1)同一根细线上的拉力大小相等,设细线拉力大小为T,对小动滑轮O3和小球B整体进行受力分析,如图甲所示,根据平衡条件得
2Tsin37°= mg
解得
对小球 A,受力分析如图乙所示,根据平衡条件得
FNA=T
(FNA+T)cos30°=mAg
解得
mA=
(2)对小球 A和半圆柱体P整体受力分析,如图丙所示,设P受到摩擦力为f,支持力为FN,根据平衡条件得
f = Tsin30°
FN+T cos30°=(M+ mA)g
解得
f=
FN=Mg+
由牛顿第三定律可得,P对水平面的摩擦力和压力大小分别为
f′=,F′N= Mg+
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页