5.4 平衡条件的应用 同步练习（含答案解析） (3)

5.4
平衡条件的应用
同步练习
一、选择题
　　1．粗糙的水平面上叠放着物体A和B，A和B间的接触面也是粗糙的，A和B间最大静摩擦力为3N，A与地面间的最大静摩擦力为4N，同时有F＝1N的两个力分别作用于物体A和B上，则B对A的摩擦力大小为（　　）
　　A．1N　　　　B．3N　　　　
C．6N　　　　D．2N
　　2．如图所示，3根质量和形状都相同的光滑圆柱体，它们的重心位置不同，搁在两墙上，重心的位置分别是1、2、3标出的位置，设、、分别为圆柱体对墙的压力，则（　　）
　A．＜＜　　　　　　　B．＞＞
　C．＝＝　　　　　　　D．＝＜
　　　　3．质量为2kg的物体，受到一个平行于斜面向上、大小为7N的拉力F而静止在倾角为37°的斜面上，若斜面与物体间的动摩擦因数为0.4，则物体受到的摩擦力是（　　）
　　A．5N　　　　　B．6．4N　　　　C．8N　　　　　D．12N
　　　4．如图所示，物体受到与水平方向成30°角的拉力F作用向左做匀速直线运动，则物体受到的拉力F与地面对物体的摩擦力的合力是（　　）
　A．向上偏左　　　　　　　　　　B．向上偏右
　C．竖直向上　　　　　　　　　　D．竖直向下
　5．如图所示，位于斜面上的物块在沿斜面向上的力的作用下，处于静止状态，则斜面作用于物块的静摩擦力（　　）
A．方向可能沿斜面向上　　　　　B．方向可能沿斜面向下
C．大小可能等于零　　　　　　　D．大小可能等于F
　6．如图所示，人站在岸上通过定滑轮用绳牵引小船，若水的阻力恒定不变，则船在匀速靠岸的过程中，下列说法正确的是（　　）
　　
　　　　A．绳的拉力保持不变　　　　　　B．绳的拉力不断变大
　　　　C．船受到的浮力保持不变　　　　D．船受到的浮力不断减小
　　7.若一个物体处于平衡状态，则此物体一定是（
）
A.静止
B.做匀速直线运动
C.速度均匀变化
D.所受共点力的合力为零
8.如图所示，一箱苹果沿着倾角为θ的斜面，以速度v匀速下滑.在箱子的中央有一个质量为m的苹果，它受到周围苹果对它的作用力的方向(
)
A.沿斜面向上
B.沿斜面向下
C.竖直向上
D.垂直斜面向上
9.如图，用斜向下的推力F推木箱，木箱恰好做匀速直线运动，则推力F与木箱所受的摩擦力的合力的方向是（
）
A.向下偏左
B.向下偏右
C.竖直向下
D.水平向左
二、非选择题
　　10．如图所示，质量为m的光滑球放在水平面AB上，并与AC接触，则球对AB面的压力大小为_______，对AC面的压力大小为________．
　　　　11．物体静止于倾角为α的斜面上，当斜面倾角α变小时，物体受到的支持力变________（填“大”或“小”），静摩擦力变_______（填“大”或“小”）．
　　　　12．三个力共同作用于同一物体，使物体做匀速直线运动，已知F1＝9N，F2＝10N，则F3的大小范围是_________，F3和F1的合力为________N，方向为_________．
　　　　13．如图所示，一定质量的物体在恒力F作用下，沿天花板做匀速直线运动，F与水平方向成α角，物体与顶板间的动摩擦因数为μ，求物体对顶板的压力和物体受到的摩擦力分别为多大
　　
　
　　
14.质量为30
kg的小孩坐在10
kg的雪橇上，大人用与水平方向成37°斜向上的大小为100
N的拉力拉雪橇，使雪橇沿水平地面做匀速运动（sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10
N/kg），求：
（1）地面对雪橇的支持力大小；
（2）雪橇与水平地面的动摩擦因数的大小.
　参考答案：
1、解析：由于外力小于A和B间最大静摩擦力以及A与地面间的最大静摩擦力，所以B对A的摩擦力是静摩擦力，应该与外力等大反向．答案：A
2、解析：如果以圆柱体为研究对象，所受弹力的方向不变，都是垂直于接触面过球心的，根据对称性，这两个接触面的弹力应该一样大小．由于重心位置不同，所以重力的作用点不同，但物体都是在重力和两个弹力的作用处于平衡，所以可得出不管重心位置在哪，弹力的大小都应该一样．答案：C
3、　解析：由于物体是静止的，所以静摩擦力的大小应该等于mgsin37°－F＝20×0.6－7＝5N．还可知静摩擦力的方向应沿斜面向上．答案：A
4、解析：由于物体作向左的匀速运动，所以如果将力F分解到水平和竖直方向上，水平方向的分力F1与摩擦力等大反向，只剩下竖直向上的分力F2，所以拉力F与摩擦力的合力是竖直向上的．本题也可将物体所受的弹力与重力等效为一个竖直向下的力，这样物体就受到三个力的作用，拉力F与摩擦力的合力应该与第三个力等大反向．　答案：C
5、解析：由于不知道力F的大小，所以摩擦力的方向A、B都有可能，如果F＝mgsinα，摩擦力就为零；如果F＞mgsinα，摩擦力的方向应沿斜面向下；F＜mgsinα，摩擦力的方向应沿斜面向上；如果mgsinα＝2F，此时的摩擦力沿斜面向上等于力F的大小．答案：ABCD
6、　解析：由于船是匀速运动，对船进行受力分析，设绳子的拉力为了，绳子与水平方向的夹角为θ，F为船受的浮力，由于船是匀速运动，所以Tcosθ＝f，Tsinθ＋F＝G，由于θ在变大，阻力f不变，所以绳子的拉力不断变大，浮力不断减小．答案：BD
7、【解析】选D.平衡状态是指物体处于静止或匀速直线运动状态，故A、B、C错.物体平衡时，所受共点力合力为零，故D正确.
8、【解析】选C.箱子沿斜面匀速下滑，处于平衡状态，此时箱子中央质量为m的苹果所受合外力为零，质量为m的苹果所受重力竖直向下，故周围苹果对它的作用力方向竖直向上，C正确，A、B、D错误.
9、【解析】选C.根据物体的平衡条件，F与摩擦力的合力与重力和弹力的合力等大反向，故C正确.
10、解析：由于光滑的球处于平衡状态，所以只受重力和AB面对其的弹力，而AC面没有弹力，如果有弹力，球将不会是静止的．所以AB面对其弹力大小为mg，即球对AB面的压力为mg．答案：mg　0
11、解析：支持力的大小为N＝mgcosα，静摩擦力的大小为f＝mgsinα，所以当α变小时，支持力变大，静摩擦力变小．答案：大小
12、解析：F3的大小范围应该是F1与F2的合力范围，其中任何一个力与剩余的两个力的合力等大反向．答案：1N～19N　10　与F2方向相反
13、解析：由于物体做匀速运动，所以合外力为零，物体受到重力、天花板给物体的弹力（竖直向下）、推力F及水平向右的摩擦力，所以f＝Fcosα，根据摩擦力是滑动摩擦力，所以N＝f/μ＝Fcosα/μ，注意N不能写成Fsinα—mg，因为题目中未给出物体的质量m．
　　答案：N＝Fcosα／μ，f＝Fcosα．
14、【解析】（1）经对小孩和雪橇整体受力分析得：
竖直方向：Fsinθ+N=mg
解得N=mg-Fsinθ=340
N
(2)水平方向：Fcosθ-f=0
f=μN
解得：μ=4/17=0.24.