第三章 相互作用第六节共点力的平衡条件及其应用巩固练习(Word版含答案)

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名称 第三章 相互作用第六节共点力的平衡条件及其应用巩固练习(Word版含答案)
格式 docx
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资源类型 教案
版本资源 粤教版(2019)
科目 物理
更新时间 2021-12-02 18:54:30

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文档简介

粤教版(2019)高中物理必修第一册第三章相互作用
第六节共点力的平衡条件及其应用巩固练习
一、单选题
1.如图所示,倾角为 的斜面静止在水平地面上,某时刻起当把斜面的倾角 角缓慢增大,在手机相对斜面仍然静止的过程中,则( )
A. 手机受到的合外力增大 B. 手机受到的支持力不变
C. 手机受到的摩擦力增大 D. 斜面对手机的作用力增大
2.在水平地面上运动的小车车厢底部有一质量为m1的木块,木块和车厢通过一根轻质弹簧相连接,弹簧的劲度系数为k.在车厢的顶部用一根细线悬挂一质量为m2的小球.某段时间内发现细线与竖直方向的夹角为θ,在这段时间内木块与车厢保持相对静止,如图所示.不计木块与车厢底部的摩擦力,则在这段时间内弹簧的形变为( )
A. 伸长量为 B. 压缩量为 C. 伸长量为 D. 压缩量为
3.如图所示,手沿水平方向将书压在竖直墙壁上,使其保持静止。现增大手对书的压力,则书( )
A. 将沿墙壁滑动 B. 书本受四个力 C. 对墙壁的压力不变 D. 受到的静摩擦力不变
4.如图所示,小球用细绳系住,放在倾角为 的固定光滑斜面上。当细绳由水平方向逐渐向上偏移的过程中 小球始终静止在斜面上 ,绳对球的拉力F和斜面对小球的支持力 将( )
A. F逐渐增大, 逐渐减小 B. F先增大后减小, 逐渐减小
C. F逐渐增大, 逐渐增大 D. F先减小后增大, 逐渐减小
5.如图所示,一只蜗牛正在葡萄枝上休息静止状态,若葡萄枝的倾角为α,则葡萄枝对重为G的蜗牛的作用力大小为( )
A. Gsinα B. Gcosα C. G D. 小于G
6.如图,两物体A和B通过定滑轮的细绳连接,它们都处于静止状态,对于物体A的受力,下列说法正确的是( )
A. 受重力、绳子拉力、摩擦力作用
B. 受重力、绳子拉力、水平面给它的弹力和摩擦力作用
C. 受重力、绳子拉力、水平面给它的弹力作用
D. 以上都不对
7.如图所示,轻质弹簧的劲度系数为k,小球重G,平衡时小球在A处,今用力F压小球至B处,使弹簧缩短x,则此时弹簧的弹力为( )
A. kx B. kx+G C. G-kx D. 以上都不对
8.质量为m的长方形木块静止在倾角为 的斜面上,则木块对斜面作用力的方向是( )
A. 沿斜面向下 B. 垂直于斜面向下 C. 沿斜面向上 D. 竖直向下
9.将一物块分成相等的A、B两部分靠在一起,下端放置在地面上,上端用绳子拴在天花板,绳子处于竖直伸直状态,整个装置静止。则下列说法不正确的是( )
A. 绳子上拉力可能为零 B. A物体可能只受两个作用力
C. 地面与物体间可能存在摩擦力 D. AB之间可能存在摩擦力
10.如图所示,两个质量均为m的物体分别挂在支架上的B点(如图甲所示)和跨过滑轮的轻绳BC上(如图乙所示),图甲中轻杆AB可绕A点转动,图乙中水平轻杆一端A插在墙壁内,已知θ=30°,则图甲中轻杆AB受到绳子的作用力F1和图乙中滑轮受到绳子的作用力F2分别为( )
A. F1=mg、 B. 、
C. 、F2=mg D. 、F2=mg
11.如图所示,一串红灯笼(3只)在水平风力的吹动下发生倾斜,悬挂绳与竖直方向的夹角为30°,设每个红灯笼的质量均为m,绳子质量不计.则自上往下数第一个红灯笼对第二个红灯笼的拉力大小为( )
A. B. 2mg C. D. 4mg
12.用一轻绳将小球P系于光滑墙壁上的O点,在墙壁和球P之间夹有一长方体物块Q,如图所示.P、Q均处于静止状态,则下列相关说法正确的是( )
A. Q物体受3个力 B. P物体受3个力
C. 若绳子变短,Q受到的静摩擦力将增大 D. 若绳子变长,绳子的拉力将变小
二、填空题
13.作图题:如图所示,小物块静止在固定的斜面上,它受到重力、支持力和________力的作用。请在图中画出小物块所受支持力的示意图________。
14.重为10N的物块在垂直于斜面向下的2N的压力作用下,静止于斜面上,如图所示,若已知斜面倾角为37°,sin37°=0.6,cos37°=0.8,则物块与斜面间的正压力大小为________ N.
15.如图所示,三段不可伸长的轻绳OA、OB、OC,O为结点,它们共同悬挂一个重物,其中OB绳是水平的,OA绳与水平方向成θ角,A、B端固定,C端所挂物体受重力为mg.则OA绳受到的拉力大小为T1=________;OB绳受到的拉力大小为T2=________.
16.如图,把弹簧测力计的一端固定在墙上,用力F水平向左拉木板,木板向左运动,此时测力计的示数稳定(图中已把弹簧测力计的示数放大画出),则物块P与木板间的滑动摩擦力的大小是________N.若测得物块P质量为500g,根据表中给出的动摩擦因数,可推算出物块P的材料为________.(g取10m/s2)
材料 动摩擦因数
木头﹣木头 0.20
金属﹣木头 0.25
皮革﹣木头 0.28
橡胶﹣木头 0.30
三、解答题
17.如图所示,质量为m的物体悬挂在轻质支架上,轻杆OA、OB与墙,AO与BO之间都通过可自由转动的铰链连接。斜梁OB与竖直方向的夹角为 ,设水平横梁OA和斜梁OB作用于O点的弹力分别为 和 ,求 和 的大小?
18.如图所示,斜面倾角为37°,物体A的质量为2kg,与斜面间的动摩擦因数为0.4.若要使A在斜面上静止,物体B质量的最大值和最小值分别是多少 (g取10m/s2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力)
19.在同一平面内共点的四个力F1、F2、F3、F4的大小依次为19N、40N、30N和6N,方向如图所示,求它们的合力。(sin =0.6,cos =0.8)
答案
一、单选题
1.【答案】 C
【解析】A.手机始终处于静止状态,所受合外力始终等于0,因此A不符合题意;
B.手机受到的支持力
随倾角 角缓慢增大,支持力逐渐减小,B不符合题意;
C.手机受到的静摩擦力
随倾角 角缓慢增大,摩擦力逐渐增大,C符合题意;
D.斜面对手机的作用力大小始终等于手机的重力,随倾角 角缓慢增大,斜面对手机的作用力保持不变,D不符合题意。
故答案为:C。
2.【答案】 A
【解析】对小球受力分析,如图所示:
由几何关系F合=m2gtanθ,由牛顿第二定律 ,车向左加速或向右减速.
对小物体受力分析,受重力、支持力和弹簧弹力,合力等于弹簧弹力,根据牛顿第二定律F弹=m1gtanθ,物体受向左的弹力,结合胡克定律 可知 ;
故答案为:A.
3.【答案】 D
【解析】A.对书本受力分析:
可知增大手对书的压力,书本所受合外力仍然为0,静止不动,A不符合题意;
B.根据受力分析可知书本受5个力,B不符合题意;
C.水平方向上手对书本的压力 增大,根据受力分析和平衡条件可知墙壁对书本的作用力 增大,根据相互作用可知书本对墙壁的压力变大,C不符合题意;
D.书本在竖直方向上合力为0,书的重力不变,静摩擦力也不变,D符合题意。
故答案为:D。
4.【答案】 D
【解析】以小球为研究对象,小球受到重力、细绳的拉力和斜面的支持力,三力平衡,根据平衡条件得知拉力与支持力的合力与重力mg大小相等,方向相反,保持不变。作出三个位置拉力与支持力的合成的示意图,
通过力图可以看出当细绳由水平方向逐渐向上偏移时,绳子拉力F先减小后增大,斜面对小球的支持力将逐渐减小。
故答案为:D。
5.【答案】 C
【解析】因蜗牛静止,说明蜗牛处于平衡状态,即所受合力为零,因此,蜗牛受到葡萄枝的作用力大小等于蜗牛重力,方向竖直向上,再根据牛顿第三定律,葡萄枝对蜗牛的作用力大小为G,方向竖直向下。
故答案为:C
6.【答案】 B
【解析】对A分析可知,A受重力、绳子的拉力和地面的弹力;由于绳子的拉力有向左的分效果,因此A有向左的运动趋势,A受地面向右的摩擦力。
ACD.由上分析可知,A受重力、绳子拉力、水平面给它的弹力和摩擦力作用,ACD不符合题意。
B.由上分析可知,A受重力、绳子拉力、水平面给它的弹力和摩擦力作用,B符合题意。故答案为:B。
7.【答案】 B
【解析】原来弹簧上弹力大小等于重力G,后来继续加压力,弹簧的压力与形变量成正比,则所加弹力又增大 ,所以B正确.
8.【答案】 D
【解析】木块受力如图所示:
其中斜面对木块的作用力为支持力N和静摩擦力f,由平衡条件知二者的合力大小为G,方向竖直向上;
由牛顿第三定律知木块对斜面作用力的方向为:竖直向下,D符合题意,A、B、C不符合题意;
故答案为:D。
9.【答案】 C
【解析】ABD.AB若接触面光滑,AB间没有摩擦力。对A分析:A受到重力和绳子的拉力,B对A没有支持力,根据平衡条件得知,拉力与A的重力大小相等;
若接触面粗糙,当AB间存在弹力与静摩擦力的合力等于自身重力时,则绳子的拉力为零。ABD正确,不符合题意。
C.对AB分析知:整体水平方向没有力,则不可能受到地面的摩擦力。C错误,符合题意。
故答案为:C。
10.【答案】 D
【解析】甲图中,结点受BC绳子的拉力、重力和AB杆子的支持力,
根据平衡条件,有:
乙图中,绳子对滑轮的作用力应是两股绳的合力,如图所示
故F2=mg
故答案为:D
11.【答案】 C
【解析】以下面的两个灯笼为研究对象,进行受力分析,根据平衡条件在竖直方向: ,解得: ,C符合题意,ABD不符合题意.
故答案为:C
12.【答案】 D
【解析】对小方块Q受力分析,受重力、P的压力、墙面的支持力,根据Q静止不动,合力为零,可知,Q必定受到球施加的竖直向上的静摩擦力,此静摩擦力与其重力平衡,故Q共受4个力.对小球P受力分析,受重力、拉力、Q的支持力和摩擦力,共4个力.A B不符合题意;Q在竖直方向只受重力和静摩擦力,由平衡条件知静摩擦力等于其重力,保持不变.C不符合题意.对P受力分析,受拉力、重力和支持力,如图所示
根据平衡条件,有Tcosθ=mg;Tsinθ=N
解得 ,细线变长,角度θ变小,故拉力T变小,D符合题意.
故答案为:D.
二、填空题
13.【答案】 静摩擦;
【解析】在斜面上静止的物体受到竖直向下的重力、垂直于斜面向上的支持力,以及沿斜面向上的摩擦力,共三个力的作用;支持力是斜面对物体施加的力,方向是垂直斜面向上,作用点可以画在物体的重心上,也可以画在物体的下表面上;
故答图如下:
故答案为:静摩擦,如上图所示;
14.【答案】10
【解析】解:对物体受力分析,垂直斜面方向:N=F+Gcos37°
得:N=2+10×0.8=10N
故答案为:10.
15.【答案】;
【解析】解:以结点O为研究对象,分析受力情况,作出力图如图.CO绳对O点的拉力大小等于重力mg,即FCO=mg
由平衡条件得知:CO绳的拉力FCO和OB绳的拉力FBO的合力与FAO等值、反向.由几何关系得:
T1=FAO= ,T2=FBO= .
故答案为: , .
16.【答案】1.50;橡胶
【解析】解:由图示测力计可知,其分度值为0.1N,示数为1.50N,
物块P质量为500g=0.5kg
则物块P对木板的压力FN=mg=0.5kg×10N/kg=5N
而滑动摩擦力f=μFN , 动摩擦因数:μ= = =0.3,
根据表中给出的动摩擦因数,可推算出物块P的材料为橡胶.
故答案为;1.50;橡胶.
三、解答题
17.【答案】 解:以O点为研究对象,受力如图所示:
由受力图结合几何关系可得:F1=mgtanθ
【解析】利用O的平衡条件结合几何关系可以求出两个弹力的大小。
18.【答案】 解:根据题意,物体A与斜面之间的最大静摩擦力:
当物体受到的摩擦力等于最大静摩擦力且方向沿斜面向上时拉力T最小,如图所示:
根据受力平衡有: ,
得物体B质量的最小值为:
当物体受到的摩擦力等于最大静摩擦力且方向沿斜面向下时拉力T最大,如图所示:
根据受力平衡有: ,
得物体B质量的最大值为:
【解析】本题为物体受力平衡条件的应用,关键点是摩擦力有可能沿斜面向下也有可能沿斜面向上,分别分析求出最大值和最小值.
19.【答案】 解:如图(a)建立直角坐标系,把各个力分解到两个坐标轴上,并求出x轴和y轴上的合力Fx和Fy , 有
因此,如图(b)所示,总合力为:
方向:

【解析】对物体进行受力分析,在四个力的作用下,物体处于平衡状态,合力为零,根据该条件列方程分析求解即可。