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

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名称 2021-2022学年高一上学期物理人教版(2019)必修第一册3.5 共点力的平衡 同步练习(word版含答案)
格式 docx
文件大小 832.5KB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2021-12-18 16:35:38

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文档简介

3.5 共点力的平衡
一、单选题
1.如图所示,物体A、B、C叠放在水平桌面上,水平力F作用于C物体,使A、B、C以共同速度向右匀速运动,且三者相对静止,那么关于摩擦力的说法中不正确的是(  )
A.C不受摩擦力作用
B.B不受摩擦力作用
C.A受摩擦力的合力为零
D.A与水平面间一定存在摩擦力
2.如图所示,一轻质光滑定滑轮固定在倾斜木板上,质量分别为和的物块A、B通过不可伸长的轻绳跨过滑轮连接并静置于木板上,A、B间的接触面和轻绳均始终与木板平行。A与B间的动摩擦因素为,B与木板间的动摩擦因数为,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。缓慢增加木板与水平面间的夹角至时,物块A、B刚好要滑动,则的值为(  )
A.0.1 B.0.15 C.0.2 D.0.25
3.如图所示,轻绳一端连接放置在水平地面上的物体Q,另一端绕过固定在天花板上的定滑轮与小球P连接,P、Q始终处于静止状态,则(  )
A.Q可能受到三个力的作用
B.Q一定受到四个力的作用
C.Q受到的轻绳拉力与重力的合力方向水平向左
D.Q受到的轻绳拉力与重力的合力方向指向左上方
4.如图所示,两个相似的斜面体A、B在竖直向上的力F的作用下静止靠在竖直粗糙墙壁上。关于斜面体A和B的受力情况,下列说法正确的是(  )
A.A可能受到两个力作用 B.A与B之间一定有摩擦力
C.B与墙壁之间一定有摩擦力 D.B可能受到四个力作用
5.如图所示,水平横杆上套有圆环A,圆环A通过轻绳与重物B相连,轻绳绕过固定在横杆下光滑的定滑轮,轻绳通过光滑动滑轮挂着物体C,并在某一位置达到平衡,现将圆环A缓慢向右移动一小段距离后,系统仍保持静止,下列说法中正确的是(  )
A.轻绳的拉力变大 B.横杆对圆环A的摩擦力变大
C.物块C的高度下降 D.物块B的高度下降
6.如图所示,弹簧秤、绳和滑轮的重力不计,摩擦力不计,物体重量都是G。在甲、乙、丙三种情况下,弹簧秤的读数分别是F1、F2、F3,则( )
A.F3>F1=F2 B.F1>F2=F3 C.F1=F2=F3 D.F3=F1>F2
7.如图所示,用轻绳、和系住一物体使其静止,绳与竖直方向成一角度,绳水平。现将绳绕结点逆时针缓慢转动,结点始终保持不动。到到达竖直位置前,关于绳子和中的拉力大小,下列说法中正确的是(  )
A.绳的拉力先减小后增大 B.绳的拉力一直在减小
C.绳的拉力先增大后减小 D.绳的拉力一直在增大
8.如图所示,在直角框架MQN上,用轻绳OM、ON共同悬挂一个物体。物体的质量为m,ON呈水平状态。现让框架沿逆时针方向缓慢旋转90°,在旋转过程中,保持结点O位置不变。则下列说法正确的是(  )
A.绳OM上的力大小方向均不变 B.绳ON上的力一直在增大
C.绳ON上的力先增大再减小 D.绳OM上的力先减小再增大
9.如图所示,在竖直平面内,固定有半圆弧轨道,其两端点M、N连线水平。将一轻质小环套在轨道上,一细线穿过轻环A,一端系在M点,另一端系一质量为m的小球,小球恰好静止在图示位置。不计所有摩擦,重力加速度大小为g,下列说法正确的是(  )
A.轨道对轻环的支持力大小为
B.细线对M点的拉力大小为
C.细线对轻环的作用力大小为
D.A、M连线与竖直方向的夹角为45°
10.如图所示,斜面上放有两个完全相同的小物体a、b,两物体间用一根细线连接,在细线的中点加一与斜面垂直的拉力F,使两物体均处于静止状态。则下列说法正确的是(  )
A.a、b两物体的受力个数一定相同
B.a、b两物体对斜面的压力不同
C.a、b两物体受到的摩擦力大小一定不相等
D.当逐渐增大拉力F时,物体b先开始滑动
二、多选题
11.如图所示,半圆柱体Q放在水平地面上,表面光滑的圆柱体P放在Q和墙壁之间,Q的轴线与墙壁之间的距离为L,已知Q与地面间的动摩擦因数μ=0.5, P、Q横截面半径均为R, P的质量是Q的2倍,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。P、Q均处于静止状态,则下列L的取值可能的是(  )
A.1.5R B.2R C.2. 5R D.3R
12.如图所示,细线的上端系在墙上的A点,下端连一光滑小球B (视为质点), 圆柱体静止于粗糙水平地面上,细线恰好与圆柱体相切于B点。现对圆柱体施加一水平向右的拉力,使之沿地面缓慢向右移动,直至小球B到达C点,则在该过程中(  )
A.圆柱体对小球的支持力先增大后减小
B.细线的拉力减小
C.地面对圆柱体的支持力不变
D.地面对圆柱体的摩擦力增大
13.在光滑墙壁上用网兜把足球挂在A点,足球与墙壁的接触点为B。足球所受重力为G,悬绳与墙壁的夹角为α,网兜的质量不计,则(  )
A.球对墙壁的压力大小为Gtanα
B.球对墙壁的压力大小为Gsinα
C.悬绳对球的拉力大小为
D.悬绳对球的拉力大小为Gtanα
14.一只蜗牛沿着弧形菜叶从右向左缓慢爬行,如图所示.下列说法正确的是(  )
A.菜叶对蜗牛的弹力大小一定不变
B.菜叶对蜗牛的摩擦力大小先变小后变大
C.蜗牛受到的合力大小不变
D.菜叶对蜗牛的作用力大小先变小后变大
15.如图所示,在粗糙的水平桌面上静止放着一盏台灯,该台灯可通过支架前后调节从而可将灯头进行前后调节,下列对于台灯的受力分析正确的是(  )
A.台灯受到水平向左的摩擦力
B.若将灯头向前调节一点(台灯未倒),则桌面对台灯的支持力不变
C.支架对灯头的支持力方向竖直向上
D.整个台灯所受的合外力方向向左
三、解答题
16.一个质量为4kg的小物体与竖直墙面之间的动摩擦因=0.25,现对物体施加一个与竖直方向成α=53°的作用力F,如图所示(sin53°=0.8,cos53°=0.6,g取10m/s2),试分析:
(1)F为多大时物体可以沿墙面匀速上升?
(2)F为多大时物体可以沿墙面匀速下降?
17.在水平面上用绳子拉一只重220N的箱子,绳子与水平方向的夹角为37°,如图所示。当绳子的拉力为100N时,箱子恰能向右做匀速运动,g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:
(1)箱子受到的支持力N;
(2)箱子受到的摩擦力f;
(3)箱子与水平地面间的动摩擦因数μ。
18.如图所示,质量为m1=4kg的物体甲通过三段轻绳悬挂,三段轻绳的结点为O,轻绳OB水平且B端与放置在水平面上的质量为m2=8kg的物体乙相连,轻绳OA与竖直方向的夹角θ=37°,物体甲、乙均处于静止状态。(已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,tan37°=0.75,g=10m/s2。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)求:
(1)轻绳OA、OB受到的拉力是多大?
(2)物体乙受到的摩擦力是多大?方向如何?
(3)假设三段轻绳能承受的最大拉力均为70N,欲使物体乙在水平面上不滑动同时绳子不断,如果物体乙与水平面之间的动摩擦因数为,则物体甲的质量m1最大不能超过多少?
试卷第2页,共2页
试卷第1页,共1页
参考答案
1.A
【详解】
A.对C分析,在水平方向上受到拉力F,只有受到A给的向左的摩擦力,才能和F平衡,故C一定受摩擦力作用,故A错误,符合题意;
B.三个物体做匀速运动,所以三个物体都处于平衡状态,受到的合力都为零,对B分析,若B在水平方向上受到A的摩擦力,则合力一定不为零,不能做匀速直线运动,故B不受摩擦力作用,故B正确,不符合题意;
C.对A分析,A受到C给的摩擦力,地面的摩擦力,处于平衡状态,合力为零,故C正确,不符合题意;
D.对整体分析,整体受到地面的摩擦力和拉力F,合力为零,A与水平面间一定存在摩擦力,故D正确,不符合题意。
故选A。
2.B
【详解】
当木板与水平面的夹角为时,两物块刚好滑动,对A物块受力分析如图
沿斜面方向,A、B之间的滑动摩擦力
根据平衡条件可知
对B物块受力分析如图
沿斜面方向,B与斜面之间的滑动摩擦力
根据平衡条件可知
联立可得
解得
故选B。
3.B
【详解】
AB.Q处于静止状态,受力平衡,对Q受力分析,受到重力、绳子的拉力,这两个力不能平衡,则Q还要受到地面的支持力和水平向右的静摩擦力,共四个力作用,选项A错误,B正确;
CD.根据平衡条件可知,Q受到的绳子拉力与重力的合力与支持力以及静摩擦力的合力大小相等,方向相反,而支持力与静摩擦力的合力方向指向右上方,则Q受到的绳子拉力与重力的合力方向指向左下方,故CD错误。
故选B。
4.B
【详解】
C.对A、B整体受力分析,根据平衡条件,整体只受到重力和推力,B与墙壁之间没有弹力和摩擦力,C错误;
BD.根据平衡条件, B受到三个力作用,重力、A对B的支持力、及摩擦力,B正确,D错误;
A.A受重力、弹力、摩擦力及推力作用,A错误;
故选B。
5.C
【详解】
A.物体B保持静止,受重力和拉力,根据平衡条件,轻绳拉力大小处处相同,等于B的重力,保持不变,A错误;
B.圆环A缓慢向右移动一段距离,重物C受重力和两侧绳子的拉力,始终平衡,拉力和重力大小都不变,根据平衡条件,动滑轮两侧绳子夹角保持不变,栓接A的轻绳与水平方向夹角不变,杆对环的摩擦力也一定不变,B错误;
CD.圆环A缓慢向右移动一段距离,两段绳子夹角不变,滑轮的运动情况如图所示
所以重物C必定下降,重物B上升,D错误,C正确。
故选C。
6.D
【详解】
甲图中弹簧秤的示数等于物体的重力,即
乙图中弹簧秤的示数等与物体重力沿圆弧切线方向的分力,即
丙图中的动滑轮左右两侧绳上的拉力均等于弹簧秤的示数,两拉力夹角120°,合力等于物体的重力,由平行四边形定则可知
综上所述可得
故选D。
7.B
【详解】
对结点O受力分析,根据三角形定则,画出动态的矢量三角形,如图
可知绳的拉力一直在减小,绳的拉力先减小后增大。
故选B。
8.C
【详解】
现让框架沿逆时针方向缓慢旋转90°,保持结点O位置不变,可以认为保持框架不动,让悬挂物体的细线拉力不变,该拉力以O点为圆心顺时针转过90°,根据矢量三角形法则可得ON和OM的拉力变化如图所示:
根据图中的线段长短的变化情况可知,FN先增大后减小、FM逐渐减小。
故选C。
9.A
【详解】
D.对球分析,受重力和拉力而平衡,所以有
T=mg
再对环受力分析,受两个拉力和支持力,如图所示
根据平衡条件,图中
∠1=∠2
再根据等腰三角形底角相等,有
∠2=∠3

∠1+∠2+∠3=90°

∠1=∠2=∠3=30°
所以A、M连线与竖直方向的夹角为60°,故D错误;
A.轨道对轻环的支持力大小为
故A正确;
B.细线对M点的拉力大小为
T=mg
故B错误;
C.细线对轻环的作用力大小为两个拉力的合力,为
故C错误。
故选A。
10.C
【详解】
A.对a、b受力分析,如图所示
b物体处于静止状态,当绳子沿斜面向上的分量与重力沿斜面向下的分量相等时,摩擦力为零,所以b可能只受3个力作用,而a物体必定受到摩擦力作用,肯定受4个力作用,故A错误;
B.a、b两个物体,垂直于斜面方向受力都平衡,则有
解得
则a、b两个物体对斜面的压力相同,故B错误;
C.对a、b受力分析,根据沿斜面方向平衡条件
a、b两个物体的摩擦力大小一定不相等,故C正确;
D.对a沿斜面方向有
对b沿斜面方向有
正压力相等,所以最大静摩擦力相等,则a先达到最大静摩擦力,先滑动,故D错误。
故选C。
11.AB
【详解】
对P、Q受力分析如图所示,由整体法可得

当Q刚好相对地面静止时
由此可得
对P进行受力分析可知
解得
由几何三角形相似得
将记为,则
解得
易知L越小越不容易发生相对滑动,故AB正确;CD错误;
故选AB。
12.BD
【详解】
AB.小球B的受力情况如图所示,在B缓慢沿弧面上移的过程中,细线与竖直方向的夹角增大,圆柱体对小球的支持力与竖直向上方向的夹角减小
故细线的拉力T减小
圆柱体对小球的支持力N增大,故A错误,B正确。
C.B对圆柱体的压力(与N大小相等)的竖直分力大小
当减小时增大,使得地面对圆柱体的支持力增大,故C错误。
D.地面对圆柱体的摩擦力大小
其中G为圆柱体的重量,可知地面对圆柱体的摩擦力增大,故D正确。
故选BD。
13.AC
【详解】
以足球为研究对象,受到重力、支持力和悬绳的拉力,如图所示
根据平衡条件可得
N=Gtanα
根据牛顿第三定律可得球对墙壁的压力大小为Gtanα;悬绳对球的拉力大小为
故选AC。
14.BC
【详解】
AB.蜗牛受重力、支持力、摩擦力,如图
三力平衡,根据平衡条件可得
由于α先变小后变大,故支持力N先增大后减小,静摩擦力先减小后增大;A错误B正确;
C.蜗牛缓慢爬行,可认为其处于平衡状态,即合力为0,C正确;
D.菜叶对蜗牛的作用力是静摩擦力和支持力的合力,始终与重力平衡,一直不变,D错误。
故选BC。
15.BC
【详解】
AD.台灯静止,根据平衡条件可知整个台灯所受的合外力为零,台灯只受到重力和桌面的支持力作用,在水平方向上不受摩擦力及其他外力作用,故AD错误;
B.若将灯头向前调节一点(台灯未倒),台灯整体受力情况不变,桌面对台灯的支持力不变,故B正确;
C.支架对灯头的支持力与灯头的重力平衡,所以支持力方向竖直向上,故C正确。
故选BC。
16.(1)100N;(2)50N
【详解】
(1)对小物体受力分析,受重力mg、作用力F、墙面支持力FN、物体沿墙面匀速上升时,受滑动摩擦力方向向下,设此时作用力为F1,由平衡条件有
F1cosα=mg+Ff1
F1sinα=FN1
Ff1 =μFN1
解得
(2)物体沿墙面匀速下降时,受滑动摩擦力方向向上,设此时作用力为F2,由平衡条件有
F2cosα+Ff2=mg
F2sinα=FN2
Ff2=μFN2
17.(1)160N;(2)80N;(3)0.5
【详解】
(1)箱子受到的支持力
(2)箱子在水平方向受力平衡,则受到的摩擦力
(3)箱子与水平地面间的动摩擦因数
18.(1)50N;30N;(2)30N;方向水平向左;(3)5.6kg
【详解】
(1)对结点O,由平衡条件有
(2)对于乙物体,根据共点力的平衡条件可知摩擦力为
方向水平向左;
(3)当时,乙物体刚要滑动时,静摩擦力达到最大值为
此时OA绳的拉力大小为
结果表明OA绳先断裂,物体乙不会滑动,因此欲使物体乙在水平面上不滑动同时绳子不断,则OA不断即可,物体甲的最大质量满足
解得
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页