3.5.共点力的平衡 学案——高中物理人教版（2019）必修第一册
文档属性
| 名称 | 3.5.共点力的平衡 学案——高中物理人教版（2019）必修第一册 |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 1.1MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-08-18 20:12:02 | ||
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文档简介
5．共点力的平衡
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1．共点力平衡的两种状态：
(1)____________________；
(2)____________________。
2．在共点力作用下物体平衡的条件是_______________。
3．思考：如何确定二力平衡？
4．请判断下列说法正确的是______。
①共点力就是作用在同一点的力。
②处于平衡状态的物体的合力一定为零。
③物体平衡的条件是：合力为0，速度为0。
④合力不变的物体一定处于平衡状态。
⑤物体处于平衡状态速度一定不变。
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1．若某一物体受共点力作用处于平衡状态，则该物体一定是( )
A．静止的
B．做匀速直线运动
C．各共点力的合力可能不为零
D．各共点力的合力为零
2．下列说法中正确的是( )
A．物体受到共点力的作用一定平衡
B．物体所受的合力为零时不一定处于平衡状态
C．物体所受的合力为零时一定处于静止状态
D．物体速度为零时合力不一定为零
3．一人站在体重计上称体重，保持立正姿势称得体重为G，当其缓慢地把一条腿平直伸出台面，体重计指针稳定后读数为G′，则( )
A．G＞G′ B．G＜G′
C．G＝G′ D．无法判定
4．生活中电工师傅经常会爬上梯子对电路进行检修，如图所示。假设电工师傅在梯子上是匀速运动的，则梯子对电工师傅的作用力方向( )
A.竖直向下 B．竖直向上
C．平行梯子向上 D．垂直梯子向上
5.如图所示，一质量为m的木块静止在倾角为θ的斜面上。重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A．斜面对木块的支持力大小为mg sin θ
B．斜面对木块的摩擦力大小为mg tan θ
C．增大木块质量，木块就会沿斜面向下滑动
D．斜面对木块的支持力与摩擦力的合力和重力平衡
6．如图所示是某幼儿园的一部直道滑梯，其滑道倾角为θ。一名质量为m的幼儿在此滑道上匀速下滑。若不计空气阻力，则该幼儿( )
A.所受摩擦力为mg sin θ
B．所受摩擦力为mg cos θ
C．对滑道压力为mg sin θ
D．对滑道压力为mg tan θ
7．如图所示，将一个大小为6 N的力F沿相互垂直的x轴和y轴分解。已知力F与x轴的夹角θ＝60°，则力F在x轴上的分力Fx的大小为( )
A.2 N B．3 N
C．6 N D．12 N
8．如图所示，对称晾挂在光滑等腰三角形衣架上的衣服质量为M，衣架顶角为120°，重力加速度为g，则衣架右侧对衣服的作用力大小为( )
A.Mg B．Mg
C．Mg D．Mg
9．如图所示，A、B两物体均处于静止状态，关于B物体受力情况，下列说法正确的是( )
A.B物体一定受到四个力
B．B物体可能不受地面的支持力作用
C．B物体可能不受地面的静摩擦力作用
D．B物体可能受三个力，也可能受四个力
10．如图所示，a、b两物体在竖直向上的恒力F作用下，一起沿粗糙竖直墙面匀速向上运动，a、b两物体的质量分别为M、m，重力加速度为g，则( )
A．a物体与墙壁间存在弹力和摩擦力作用
B．b物体受四个力的作用
C．a物体对b物体的作用力大小为mg
D．恒力F大于(M＋m)g
11．生活中常用如图所示的情景悬吊重物，现使悬绳AO和竖直方向成θ角，BO沿水平方向。求：
(1)画出图中结点O的受力示意图；
(2)若悬吊物质量为m，重力加速度为g，则绳AO和BO对结点O的拉力各为多大。
INCLUDEPICTURE "../素养提升组.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../素养提升组.TIF" \* MERGEFORMAT
12．如图所示，弹簧测力计和细绳重力不计，不计一切摩擦，物体重G＝5 N，弹簧测力计A和B的读数分别为( )
A．5 N，0 N B．5 N，10 N
C．5 N，5 N D．10 N，5 N
13．如图所示，水平天花板下用三根细绳悬挂一个物体，物体处于静止状态，绳OA、OB、OC上的力分别为FA、FB、FC。已知绳OA、OB与水平方向的夹角分别为60°和30°。下列关系式正确的是( )
A．FA>FB B．FAC．FB>FC D．FA>FC
14．如图所示，一辆运送西瓜的车辆遇红灯停在倾角为θ的坡面上，在车厢的中央有一个质量为m的西瓜，则该西瓜受到周围其他西瓜对它的作用力为( )
A．大小为mg sin θ，方向沿斜面向上
B．大小为mg，方向竖直向上
C．大小为mg cos θ，方向垂直斜面向上
D．条件不足，无法判断
15．体育器材室里，篮球摆放在如图所示的球架上。已知球架的宽度为d，每个篮球的质量为m，直径为D(D>d)，不计球与球架之间的摩擦，重力加速度为g。则每个篮球对一侧球架的压力大小为( )
A．mg B．
C． D．
16．某同学参加了“筷子夹玻璃珠”游戏。如图所示，夹起玻璃珠后，左侧筷子与竖直方向的夹角θ为锐角，右侧筷子竖直，且两筷子始终在同一竖直平面内。保持玻璃珠静止，忽略筷子与玻璃珠间的摩擦。下列说法正确的是( )
A.两侧筷子对玻璃珠的合力比重力大
B．两侧筷子对玻璃珠的合力比重力小
C．左侧筷子对玻璃珠的弹力一定比玻璃珠的重力大
D．右侧筷子对玻璃珠的弹力一定比玻璃珠的重力大
17．(多选)半圆柱体P放在粗糙的水平地面上，其右端有固定放置的竖直挡板MN，在P和MN之间放有一个光滑均匀的小圆柱体Q，整个装置处于静止状态。如图所示是这个装置的纵截面图，若用外力使MN保持竖直，缓慢地向右移动，在Q落到地面以前，发现P始终保持静止，在此过程中( )
A.MN对Q的弹力逐渐增大
B．地面对P的摩擦力逐渐增大
C．P、Q间的弹力先减小后增大
D．Q所受的合力逐渐增大
18．一物块的质量为m，与粗糙的水平面间的动摩擦因数为μ，如图所示，现在用与水平面成α角斜向上的拉力F(大小未知)拉着物块做匀速直线运动，则恒力F的大小为( )
A. B．
C． D．
19．一轻杆BO，其O端用光滑铰链固定在竖直轻杆AO上，B端挂一重物，且系一细绳，细绳跨过杆顶A处的光滑小滑轮，用力F拉住，如图所示。现将细绳缓慢往左拉，使杆BO与杆AO间的夹角θ逐渐减小，则在此过程中，拉力F及杆BO所受压力FN的大小变化情况是( )
A.FN先减小，后增大
B．FN始终不变
C．F先减小，后增大
D．F始终不变
20．如图所示，质量为1 kg的物体A静止放在倾角为37°的斜面上，物体A与斜面间的动摩擦因数为0.8，用一细绳将小桶B通过定滑轮与物体A相连，在不断向小桶B中加沙子的过程中，A、B与斜面始终处于静止状态。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，忽略滑轮与绳间的摩擦，则下列说法正确的是( )
A.地面对斜面的支持力不断减小
B．斜面对物体A的摩擦力不断减小
C．斜面对物体A的作用力不断减小
D．当小桶B和沙子的总质量达到1 kg时，地面对斜面的摩擦力大小为4 N
21.(多选)如图所示，晾晒衣服的绳子轻且光滑，悬挂衣服的衣架的挂钩也是光滑的，轻绳两端分别固定在两根竖直杆上的A、B两点，衣服处于静止状态。如果保持绳子A端的位置不变，将B端分别移动到不同的位置，下列判断正确的是( )
A．B端移动到B1位置时，绳子张力不变
B．B端移动到B2位置时，绳子张力不变
C．B端在杆上位置不变，将杆移动到虚线位置时，绳子张力变大
D．B端在杆上位置不变，将杆移动到虚线位置时，绳子张力变小
22．用水平力F将木块压在竖直墙上，如图所示。已知木块重G＝6 N，木块与墙壁之间的动摩擦因数为μ＝，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则：
(1)当F＝25 N时，木块受到的摩擦力为多大？
(2)当F＝12 N时，木块受到的摩擦力为多大？
(3)若力F方向改为斜向上与竖直方向夹角为α＝37°，如图中虚线所示，要使木块保持静止，求F大小的取值范围。(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)
5．共点力的平衡
必备知识 落实 INCLUDEPICTURE "../箭头.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../箭头.TIF" \* MERGEFORMAT
1．(1)保持静止
(2)匀速直线运动
2．合力为0
3．作用在同一物体上的两个力，如果大小相等、方向相反，并且在同一直线上，这两个力平衡。
4．②⑤
知能素养 进阶 INCLUDEPICTURE "../箭头.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../箭头.TIF" \* MERGEFORMAT
1. 物体受共点力作用处于平衡状态的条件是：合外力为零，此时物体处于静止或匀速直线运动状态，D正确。
2. 物体受到共点力的作用，合力可以不为零，合力不为零时物体不处于平衡状态，A错误；物体所受的合力为零时一定处于平衡状态，B错误；物体所受的合力为零时可能处于静止状态，也可能处于匀速直线运动状态，C错误；若向前运动的物体受向后的拉力做匀减速运动，速度变为零时，合力并不为零，故D正确。
3. 腿平直伸出后，身体重心所在的竖直线必过与台面接触的脚，即重心仍在台面内。重心是重力的等效作用点，两种情况下对台面的压力是相同的，C正确。
4. 电工师傅匀速爬行，则为平衡状态，合力为零，电工师傅在竖直方向只受到重力和梯子的作用力，重力竖直向下，故梯子对电工师傅的作用力与重力平衡，方向竖直向上。
5. 将重力进行分解可得斜面对木块的支持力大小为N＝mg cos θ，斜面对木块的摩擦力大小为f＝mg sin θ，故A、B错误；由题意可得mg sin θ≤μmg cos θ，增大木块质量，设增加m0，此时重力沿斜面向下的分力为(m＋m0)g sin θ，最大静摩擦力为μ(m＋m0)g cos θ，仍满足(m＋m0)g sin θ≤μ(m＋m0)g cos θ，所以木块仍静止，故C错误；由于木块处于平衡状态，所以斜面对木块的支持力与摩擦力的合力和重力等大反向，即平衡，故D正确。
6. 幼儿在此滑道上匀速下滑，受力平衡，根据平衡条件可得所受摩擦力为mg sin θ，故A正确、B错误；幼儿对轨道的压力等于重力在垂直于斜面方向的分力，即为mg cos θ，故C、D错误。
7. 将一个大小为6 N的力F沿相互垂直的x轴和y轴分解。力F与x轴的夹角θ＝60°，则力F在x轴上的分力Fx的大小为：Fx＝F cos 60°＝6× N＝3 N，故A、C、D错误，B正确。
8. 以衣服为研究对象，受力分析如图所示，由几何关系得F与竖直方向的夹角成30°，由共点力的平衡条件可得
2Fcos30°＝Mg
F＝Mg
故选B。
9. 对A物体受力分析可知，绳子拉力一定不为零，故B物体一定受绳子拉力，绳子拉力沿水平向左的分力不为零，因此B物体一定受到水平向右的静摩擦力，因为有摩擦力存在，所以一定受支持力，B物体还受重力作用，故一定受到四个力(重力、支持力、摩擦力、绳子拉力)，故A正确，B、C、D错误。故选A。
10. 对物体a、b整体受力分析，受重力、恒力F，由于水平方向竖直墙面对a没有弹力，墙面对a也就没有摩擦力；由受力平衡得F＝(M＋m)g，A、D错误；对物体b受力分析，b物体受到重力，a给它的支持力和静摩擦力，由平衡条件得，支持力和静摩擦力的合力与b物体受到的重力等大反向，即a物体对b物体的作用力大小为mg，B错误，C正确。
11．【解析】(1)对结点O受力分析如图：
(2)据平衡条件可得F1、F2的合力与mg等大反向，由平行四边形定则可知：F1＝，F2＝mg tan θ
答案：(1)图见解析 (2) mg tan θ
12. 分别对两图物体分析，物体受重力和绳子的拉力，绳子的拉力等于弹簧测力计的拉力，所以弹簧测力计的示数都等于物体的重力，等于5 N，故C正确，A、B、D错误。
13. 对结点受力分析如图所示，
因三力的合力为零，故两绳子拉力的合力与物体的重力大小相等，方向相反；
由几何关系可以知道：
FA∶FB∶FC＝sin60°∶sin30°∶1＝∶1∶2，A对。
14. 由西瓜静止，可知合外力为零，受到的力由两部分组成，一是重力，二是周围西瓜对它的作用力。由二力平衡可以知道周围西瓜对它的作用力应与重力等大反向，即方向竖直向上，大小为mg，B正确。
15. 以任意一个篮球为研究对象，分析受力情况，如图所示，设球架对篮球的支持力N与竖直方向的夹角为α。由几何知识得cos α＝＝，根据平衡条件得2N cos α＝mg，解得N＝，则得篮球对一侧球架的压力大小为N′＝N＝，故选项C正确。
16. 对玻璃珠受力分析如图，可知两侧筷子对玻璃珠的合力等于重力，故选项A、B错误；由FN右＝mg·，FN左＝可得：右侧筷子对玻璃珠的弹力不一定比玻璃珠的重力大，故选项D错误；左侧筷子对玻璃珠的弹力一定比玻璃珠的重力大，故选项C正确。
17. 对小圆柱体Q受力分析如图所示，P对Q的弹力为F，MN对Q的弹力为FN，挡板MN向右运动时，F和竖直方向的夹角逐渐增大，而小圆柱体所受重力大小不变，所以F和FN的合力大小不变，故选项D错误；由图可知，F和FN都在不断增大，故选项C错误，A正确；对P、Q整体受力分析知，地面对P的摩擦力大小就等于FN，所以地面对P的摩擦力也逐渐增大，故选项B正确。
18. 根据平衡条件，水平方向，有F cos α－f＝0
竖直方向，有F sin α＋FN－mg＝0
又有f＝μFN
联立解得F＝，故选A。
19. 以B点为研究对象，它受三个力的作用而处于动态平衡状态，下端绳子的弹力等于悬挂重物的重力mg，还有斜绳AB上的弹力F，由于O点是光滑铰链，因此杆施加的弹力FN沿着杆，根据图形的标量三角形和力的矢量三角形相似，可得比例＝＝，其中OA、OB长度不变，AB逐渐减小，重力mg大小不变，可知F逐渐减小，FN不变，选项B正确。
20. 对小桶B分析，由平衡条件可知，不断向小桶B中加沙子的过程中绳子拉力F逐渐增大，把物体A与斜面看成一个整体，在竖直方向有F sin θ＋N地＝(M＋mA)g，则地面对斜面的支持力不断减小，所以A正确；当F较小时，摩擦力沿斜面向上，由平衡条件可得mAg sin θ＝f＋F，则F增大时，摩擦力逐渐减小，当F较大时，摩擦力沿斜面向下，由平衡条件可得mAg sin θ＋f＝F，则F增大时，摩擦力逐渐增大，所以B错误；对物体A分析，斜面对物体A的作用力大小等于斜面对物体A的支持力与斜面对物体A的摩擦力的合力，由于斜面对物体A的支持力保持不变，但是摩擦力可能先减小后增大，则斜面对物体A的作用力可能先减小后增大，所以C错误；把物体A与斜面看成一个整体，在水平方向有f地＝F cos θ，则当小桶B和沙子的总质量达到1 kg时，地面对斜面的摩擦力大小为f地＝mBg cos 37°＝1×10×0.8 N＝8 N，所以D错误。
21. 以悬挂点为研究对象，画出受力分析图如图所示。由于两侧绳子的拉力大小相等，可以推知两侧绳子与竖直方向的夹角θ相等。由平衡条件得2F cos θ＝F1＝mg，设绳长为L，左、右两侧绳长为L1、L2，两杆之间的宽度为d，所以L1sin θ＋L2sin θ＝d，则sin θ＝＝，由此可见，θ只由d、L决定，与其他因素无关，F的大小与绳子在B1、B2的位置无关，选项A、B正确；将杆移动到虚线位置时，d变小，θ变小，绳子张力变小，选项D正确。
22．【解析】(1)对木块受力分析，当F＝25 N时，木块受到的最大静摩擦力
fmax1＝μF＝ N>G
故木块保持静止，根据平衡条件可知f1＝G＝6 N
(2)对木块受力分析，当F＝12 N时，木块受到的最大静摩擦力fmax2＝μF＝4 N故木块向下滑动，受到的摩擦力为滑动摩擦力即f2＝μF＝4 N
(3)若力F方向改为斜向上与竖直方向夹角为α＝37°，要使木块保持静止，若木块刚好不向上滑动，受力分析得F1cos37°＝μF1sin37°＋G
解得F1＝10 N
若木块刚好不向下滑动，受力分析得F2cos37°＋μF2sin37°＝G
解得F2＝6 N
所以取值范围为6 N≤F≤10 N
答案：(1)6 N (2)4 N (3)6 N≤F≤10 N
1
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1．共点力平衡的两种状态：
(1)____________________；
(2)____________________。
2．在共点力作用下物体平衡的条件是_______________。
3．思考：如何确定二力平衡？
4．请判断下列说法正确的是______。
①共点力就是作用在同一点的力。
②处于平衡状态的物体的合力一定为零。
③物体平衡的条件是：合力为0，速度为0。
④合力不变的物体一定处于平衡状态。
⑤物体处于平衡状态速度一定不变。
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1．若某一物体受共点力作用处于平衡状态，则该物体一定是( )
A．静止的
B．做匀速直线运动
C．各共点力的合力可能不为零
D．各共点力的合力为零
2．下列说法中正确的是( )
A．物体受到共点力的作用一定平衡
B．物体所受的合力为零时不一定处于平衡状态
C．物体所受的合力为零时一定处于静止状态
D．物体速度为零时合力不一定为零
3．一人站在体重计上称体重，保持立正姿势称得体重为G，当其缓慢地把一条腿平直伸出台面，体重计指针稳定后读数为G′，则( )
A．G＞G′ B．G＜G′
C．G＝G′ D．无法判定
4．生活中电工师傅经常会爬上梯子对电路进行检修，如图所示。假设电工师傅在梯子上是匀速运动的，则梯子对电工师傅的作用力方向( )
A.竖直向下 B．竖直向上
C．平行梯子向上 D．垂直梯子向上
5.如图所示，一质量为m的木块静止在倾角为θ的斜面上。重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A．斜面对木块的支持力大小为mg sin θ
B．斜面对木块的摩擦力大小为mg tan θ
C．增大木块质量，木块就会沿斜面向下滑动
D．斜面对木块的支持力与摩擦力的合力和重力平衡
6．如图所示是某幼儿园的一部直道滑梯，其滑道倾角为θ。一名质量为m的幼儿在此滑道上匀速下滑。若不计空气阻力，则该幼儿( )
A.所受摩擦力为mg sin θ
B．所受摩擦力为mg cos θ
C．对滑道压力为mg sin θ
D．对滑道压力为mg tan θ
7．如图所示，将一个大小为6 N的力F沿相互垂直的x轴和y轴分解。已知力F与x轴的夹角θ＝60°，则力F在x轴上的分力Fx的大小为( )
A.2 N B．3 N
C．6 N D．12 N
8．如图所示，对称晾挂在光滑等腰三角形衣架上的衣服质量为M，衣架顶角为120°，重力加速度为g，则衣架右侧对衣服的作用力大小为( )
A.Mg B．Mg
C．Mg D．Mg
9．如图所示，A、B两物体均处于静止状态，关于B物体受力情况，下列说法正确的是( )
A.B物体一定受到四个力
B．B物体可能不受地面的支持力作用
C．B物体可能不受地面的静摩擦力作用
D．B物体可能受三个力，也可能受四个力
10．如图所示，a、b两物体在竖直向上的恒力F作用下，一起沿粗糙竖直墙面匀速向上运动，a、b两物体的质量分别为M、m，重力加速度为g，则( )
A．a物体与墙壁间存在弹力和摩擦力作用
B．b物体受四个力的作用
C．a物体对b物体的作用力大小为mg
D．恒力F大于(M＋m)g
11．生活中常用如图所示的情景悬吊重物，现使悬绳AO和竖直方向成θ角，BO沿水平方向。求：
(1)画出图中结点O的受力示意图；
(2)若悬吊物质量为m，重力加速度为g，则绳AO和BO对结点O的拉力各为多大。
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12．如图所示，弹簧测力计和细绳重力不计，不计一切摩擦，物体重G＝5 N，弹簧测力计A和B的读数分别为( )
A．5 N，0 N B．5 N，10 N
C．5 N，5 N D．10 N，5 N
13．如图所示，水平天花板下用三根细绳悬挂一个物体，物体处于静止状态，绳OA、OB、OC上的力分别为FA、FB、FC。已知绳OA、OB与水平方向的夹角分别为60°和30°。下列关系式正确的是( )
A．FA>FB B．FA
14．如图所示，一辆运送西瓜的车辆遇红灯停在倾角为θ的坡面上，在车厢的中央有一个质量为m的西瓜，则该西瓜受到周围其他西瓜对它的作用力为( )
A．大小为mg sin θ，方向沿斜面向上
B．大小为mg，方向竖直向上
C．大小为mg cos θ，方向垂直斜面向上
D．条件不足，无法判断
15．体育器材室里，篮球摆放在如图所示的球架上。已知球架的宽度为d，每个篮球的质量为m，直径为D(D>d)，不计球与球架之间的摩擦，重力加速度为g。则每个篮球对一侧球架的压力大小为( )
A．mg B．
C． D．
16．某同学参加了“筷子夹玻璃珠”游戏。如图所示，夹起玻璃珠后，左侧筷子与竖直方向的夹角θ为锐角，右侧筷子竖直，且两筷子始终在同一竖直平面内。保持玻璃珠静止，忽略筷子与玻璃珠间的摩擦。下列说法正确的是( )
A.两侧筷子对玻璃珠的合力比重力大
B．两侧筷子对玻璃珠的合力比重力小
C．左侧筷子对玻璃珠的弹力一定比玻璃珠的重力大
D．右侧筷子对玻璃珠的弹力一定比玻璃珠的重力大
17．(多选)半圆柱体P放在粗糙的水平地面上，其右端有固定放置的竖直挡板MN，在P和MN之间放有一个光滑均匀的小圆柱体Q，整个装置处于静止状态。如图所示是这个装置的纵截面图，若用外力使MN保持竖直，缓慢地向右移动，在Q落到地面以前，发现P始终保持静止，在此过程中( )
A.MN对Q的弹力逐渐增大
B．地面对P的摩擦力逐渐增大
C．P、Q间的弹力先减小后增大
D．Q所受的合力逐渐增大
18．一物块的质量为m，与粗糙的水平面间的动摩擦因数为μ，如图所示，现在用与水平面成α角斜向上的拉力F(大小未知)拉着物块做匀速直线运动，则恒力F的大小为( )
A. B．
C． D．
19．一轻杆BO，其O端用光滑铰链固定在竖直轻杆AO上，B端挂一重物，且系一细绳，细绳跨过杆顶A处的光滑小滑轮，用力F拉住，如图所示。现将细绳缓慢往左拉，使杆BO与杆AO间的夹角θ逐渐减小，则在此过程中，拉力F及杆BO所受压力FN的大小变化情况是( )
A.FN先减小，后增大
B．FN始终不变
C．F先减小，后增大
D．F始终不变
20．如图所示，质量为1 kg的物体A静止放在倾角为37°的斜面上，物体A与斜面间的动摩擦因数为0.8，用一细绳将小桶B通过定滑轮与物体A相连，在不断向小桶B中加沙子的过程中，A、B与斜面始终处于静止状态。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，忽略滑轮与绳间的摩擦，则下列说法正确的是( )
A.地面对斜面的支持力不断减小
B．斜面对物体A的摩擦力不断减小
C．斜面对物体A的作用力不断减小
D．当小桶B和沙子的总质量达到1 kg时，地面对斜面的摩擦力大小为4 N
21.(多选)如图所示，晾晒衣服的绳子轻且光滑，悬挂衣服的衣架的挂钩也是光滑的，轻绳两端分别固定在两根竖直杆上的A、B两点，衣服处于静止状态。如果保持绳子A端的位置不变，将B端分别移动到不同的位置，下列判断正确的是( )
A．B端移动到B1位置时，绳子张力不变
B．B端移动到B2位置时，绳子张力不变
C．B端在杆上位置不变，将杆移动到虚线位置时，绳子张力变大
D．B端在杆上位置不变，将杆移动到虚线位置时，绳子张力变小
22．用水平力F将木块压在竖直墙上，如图所示。已知木块重G＝6 N，木块与墙壁之间的动摩擦因数为μ＝，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则：
(1)当F＝25 N时，木块受到的摩擦力为多大？
(2)当F＝12 N时，木块受到的摩擦力为多大？
(3)若力F方向改为斜向上与竖直方向夹角为α＝37°，如图中虚线所示，要使木块保持静止，求F大小的取值范围。(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)
5．共点力的平衡
必备知识 落实 INCLUDEPICTURE "../箭头.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../箭头.TIF" \* MERGEFORMAT
1．(1)保持静止
(2)匀速直线运动
2．合力为0
3．作用在同一物体上的两个力，如果大小相等、方向相反，并且在同一直线上，这两个力平衡。
4．②⑤
知能素养 进阶 INCLUDEPICTURE "../箭头.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../箭头.TIF" \* MERGEFORMAT
1. 物体受共点力作用处于平衡状态的条件是：合外力为零，此时物体处于静止或匀速直线运动状态，D正确。
2. 物体受到共点力的作用，合力可以不为零，合力不为零时物体不处于平衡状态，A错误；物体所受的合力为零时一定处于平衡状态，B错误；物体所受的合力为零时可能处于静止状态，也可能处于匀速直线运动状态，C错误；若向前运动的物体受向后的拉力做匀减速运动，速度变为零时，合力并不为零，故D正确。
3. 腿平直伸出后，身体重心所在的竖直线必过与台面接触的脚，即重心仍在台面内。重心是重力的等效作用点，两种情况下对台面的压力是相同的，C正确。
4. 电工师傅匀速爬行，则为平衡状态，合力为零，电工师傅在竖直方向只受到重力和梯子的作用力，重力竖直向下，故梯子对电工师傅的作用力与重力平衡，方向竖直向上。
5. 将重力进行分解可得斜面对木块的支持力大小为N＝mg cos θ，斜面对木块的摩擦力大小为f＝mg sin θ，故A、B错误；由题意可得mg sin θ≤μmg cos θ，增大木块质量，设增加m0，此时重力沿斜面向下的分力为(m＋m0)g sin θ，最大静摩擦力为μ(m＋m0)g cos θ，仍满足(m＋m0)g sin θ≤μ(m＋m0)g cos θ，所以木块仍静止，故C错误；由于木块处于平衡状态，所以斜面对木块的支持力与摩擦力的合力和重力等大反向，即平衡，故D正确。
6. 幼儿在此滑道上匀速下滑，受力平衡，根据平衡条件可得所受摩擦力为mg sin θ，故A正确、B错误；幼儿对轨道的压力等于重力在垂直于斜面方向的分力，即为mg cos θ，故C、D错误。
7. 将一个大小为6 N的力F沿相互垂直的x轴和y轴分解。力F与x轴的夹角θ＝60°，则力F在x轴上的分力Fx的大小为：Fx＝F cos 60°＝6× N＝3 N，故A、C、D错误，B正确。
8. 以衣服为研究对象，受力分析如图所示，由几何关系得F与竖直方向的夹角成30°，由共点力的平衡条件可得
2Fcos30°＝Mg
F＝Mg
故选B。
9. 对A物体受力分析可知，绳子拉力一定不为零，故B物体一定受绳子拉力，绳子拉力沿水平向左的分力不为零，因此B物体一定受到水平向右的静摩擦力，因为有摩擦力存在，所以一定受支持力，B物体还受重力作用，故一定受到四个力(重力、支持力、摩擦力、绳子拉力)，故A正确，B、C、D错误。故选A。
10. 对物体a、b整体受力分析，受重力、恒力F，由于水平方向竖直墙面对a没有弹力，墙面对a也就没有摩擦力；由受力平衡得F＝(M＋m)g，A、D错误；对物体b受力分析，b物体受到重力，a给它的支持力和静摩擦力，由平衡条件得，支持力和静摩擦力的合力与b物体受到的重力等大反向，即a物体对b物体的作用力大小为mg，B错误，C正确。
11．【解析】(1)对结点O受力分析如图：
(2)据平衡条件可得F1、F2的合力与mg等大反向，由平行四边形定则可知：F1＝，F2＝mg tan θ
答案：(1)图见解析 (2) mg tan θ
12. 分别对两图物体分析，物体受重力和绳子的拉力，绳子的拉力等于弹簧测力计的拉力，所以弹簧测力计的示数都等于物体的重力，等于5 N，故C正确，A、B、D错误。
13. 对结点受力分析如图所示，
因三力的合力为零，故两绳子拉力的合力与物体的重力大小相等，方向相反；
由几何关系可以知道：
FA∶FB∶FC＝sin60°∶sin30°∶1＝∶1∶2，A对。
14. 由西瓜静止，可知合外力为零，受到的力由两部分组成，一是重力，二是周围西瓜对它的作用力。由二力平衡可以知道周围西瓜对它的作用力应与重力等大反向，即方向竖直向上，大小为mg，B正确。
15. 以任意一个篮球为研究对象，分析受力情况，如图所示，设球架对篮球的支持力N与竖直方向的夹角为α。由几何知识得cos α＝＝，根据平衡条件得2N cos α＝mg，解得N＝，则得篮球对一侧球架的压力大小为N′＝N＝，故选项C正确。
16. 对玻璃珠受力分析如图，可知两侧筷子对玻璃珠的合力等于重力，故选项A、B错误；由FN右＝mg·，FN左＝可得：右侧筷子对玻璃珠的弹力不一定比玻璃珠的重力大，故选项D错误；左侧筷子对玻璃珠的弹力一定比玻璃珠的重力大，故选项C正确。
17. 对小圆柱体Q受力分析如图所示，P对Q的弹力为F，MN对Q的弹力为FN，挡板MN向右运动时，F和竖直方向的夹角逐渐增大，而小圆柱体所受重力大小不变，所以F和FN的合力大小不变，故选项D错误；由图可知，F和FN都在不断增大，故选项C错误，A正确；对P、Q整体受力分析知，地面对P的摩擦力大小就等于FN，所以地面对P的摩擦力也逐渐增大，故选项B正确。
18. 根据平衡条件，水平方向，有F cos α－f＝0
竖直方向，有F sin α＋FN－mg＝0
又有f＝μFN
联立解得F＝，故选A。
19. 以B点为研究对象，它受三个力的作用而处于动态平衡状态，下端绳子的弹力等于悬挂重物的重力mg，还有斜绳AB上的弹力F，由于O点是光滑铰链，因此杆施加的弹力FN沿着杆，根据图形的标量三角形和力的矢量三角形相似，可得比例＝＝，其中OA、OB长度不变，AB逐渐减小，重力mg大小不变，可知F逐渐减小，FN不变，选项B正确。
20. 对小桶B分析，由平衡条件可知，不断向小桶B中加沙子的过程中绳子拉力F逐渐增大，把物体A与斜面看成一个整体，在竖直方向有F sin θ＋N地＝(M＋mA)g，则地面对斜面的支持力不断减小，所以A正确；当F较小时，摩擦力沿斜面向上，由平衡条件可得mAg sin θ＝f＋F，则F增大时，摩擦力逐渐减小，当F较大时，摩擦力沿斜面向下，由平衡条件可得mAg sin θ＋f＝F，则F增大时，摩擦力逐渐增大，所以B错误；对物体A分析，斜面对物体A的作用力大小等于斜面对物体A的支持力与斜面对物体A的摩擦力的合力，由于斜面对物体A的支持力保持不变，但是摩擦力可能先减小后增大，则斜面对物体A的作用力可能先减小后增大，所以C错误；把物体A与斜面看成一个整体，在水平方向有f地＝F cos θ，则当小桶B和沙子的总质量达到1 kg时，地面对斜面的摩擦力大小为f地＝mBg cos 37°＝1×10×0.8 N＝8 N，所以D错误。
21. 以悬挂点为研究对象，画出受力分析图如图所示。由于两侧绳子的拉力大小相等，可以推知两侧绳子与竖直方向的夹角θ相等。由平衡条件得2F cos θ＝F1＝mg，设绳长为L，左、右两侧绳长为L1、L2，两杆之间的宽度为d，所以L1sin θ＋L2sin θ＝d，则sin θ＝＝，由此可见，θ只由d、L决定，与其他因素无关，F的大小与绳子在B1、B2的位置无关，选项A、B正确；将杆移动到虚线位置时，d变小，θ变小，绳子张力变小，选项D正确。
22．【解析】(1)对木块受力分析，当F＝25 N时，木块受到的最大静摩擦力
fmax1＝μF＝ N>G
故木块保持静止，根据平衡条件可知f1＝G＝6 N
(2)对木块受力分析，当F＝12 N时，木块受到的最大静摩擦力fmax2＝μF＝4 N
(3)若力F方向改为斜向上与竖直方向夹角为α＝37°，要使木块保持静止，若木块刚好不向上滑动，受力分析得F1cos37°＝μF1sin37°＋G
解得F1＝10 N
若木块刚好不向下滑动，受力分析得F2cos37°＋μF2sin37°＝G
解得F2＝6 N
所以取值范围为6 N≤F≤10 N
答案：(1)6 N (2)4 N (3)6 N≤F≤10 N
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