2018高中物理第二章力平衡条件下的受力分析练习（基础篇）教科版必修1

平衡条件下的受力分析(基础篇)
选择题：
如图所示，位于斜面上的物块M在沿斜面向上的力F作用下，处于静止状态，则斜面作用于物块的静摩擦力的( )
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
2. 如图所示，用水平方向的力F将重为G的木块压在竖直的墙壁上，使木块保持静止，下列判断中正确的是( )
A．由木块已静止，可知F＜G
B．由木块已静止，可知F＝G
C．如果压力F增大，木块与墙壁之间的静摩擦力也增大
D．如果压力F增大，木块与墙壁之间的静摩擦力仍不变
3. 在下图中，a、b两物体表面光滑，且a、b两物体均静止，a、b间一定有弹力的是( )
如图所示，木块放在水平地面上，在F＝8N的水平拉力作用下向右做匀速直线运动，速度为1 m/s，则下列说法中正确的是( )
A．以1m/s的速度做匀速直线运动时，木块受到的摩擦力为8N
B．当木块以2m/s的速度做匀速直线运动时，木块受到的摩擦力小于8N
C．当水平拉力F＝20N时，木块受到的摩擦力为20N
D．将水平拉力F撤去，木块速度越来越慢，是因为木块受到的摩擦力越来越大
5. 如图所示，一物块受一恒力F作用，现要使该物块沿直线AB运动，应该再加上另一个力作用，则加上去的这个力的最小值为( )
A．Fcosθ B．Fsinθ C．Ftanθ D．Fcotθ
6. 如图所示，一个半球形的碗放在桌面上，碗口水平，O点为其球心，碗的内表面及碗口是光滑的，一根细线跨在碗口上，线的两端分别系有质量为m1和m2的小球，当它们处于平衡状态时，质量为m1的小球与O点的连线与水平线夹角α＝60°．两个球的质量比为( )
A． B． C． D．
7. 如图所示，表面粗糙的固定斜面顶端装有一滑轮，两物块P、Q用跨过滑轮的轻绳连接(不计滑轮的质量和摩擦)，P悬于空中，Q放在斜面上，均处于静止状态，当用水平向左的恒力推Q时，P、Q仍静止不动，则( )
A．Q受到的摩擦力一定变小
B．Q受到的摩擦力一定变大
C．轻绳上的拉力一定变小
D．轻绳上的拉力一定不变
二、填空题：
1．物体放在光滑的水平面上，在大小为40N的水平力F的作用下，由静止由西向东方向运动，现要用F1、F2两水平共点力代替F的作用．已知F1方向东偏北30°，此时F2的大小不能小于________N．
2．)如图所示，小船用绳牵引，设水对船的阻力不变，在小船匀速靠岸过程中，船受绳子的拉力________，船受的浮力________，船受的合力________．
三、计算题：
1. 跨过光滑定滑轮的轻绳，两端各拴一个物体，如图所示．物体A和B重均为20N，水平拉力F＝12N．若物体A和B均处于静止状态，试分析物体A和B的受力情况，画出受力的示意图，并计算各力的大小．
2. 如图所示，在一个V形槽中有一个重为G＝100 N的粗细均匀的圆柱体，槽两侧底角均为α＝60°．圆柱体与槽之间的动摩擦因数μ＝0.2．要使圆柱体沿水平轴线方向匀速运动，沿水平轴线方向的水平推力F应为多大?
3．用细绳AC和BC吊起一重物，两绳与竖直方向的夹角如图所示，AC绳能承受的最大拉力为150N，BC绳能承受的最大拉力为100 N，为使绳子不断开，所吊重物的质量不得超过多少?(g取10N/kg)

【答案与解析】
选择题：
1.ABCD
解析:在斜面方向上，M所受重力沿斜面向下的分力为、静摩擦力f、沿斜面向上的推力F三个力作用而平衡，取沿斜面向上为正方向，由平衡条件得，所以可求得．
当时，f＞0． 当时，f＜0．
当时，f＝0． 当时，f＝F．
2. D
解析:因为木块相对墙静止，所以墙对木块的摩擦力是静摩擦力，它不总是等于．事实上，用F推木块，木块静止，说明木块的重力G没有超过墙给木块的最大静摩擦力，这时木块平衡，实际的静摩擦力应等于木块的重力G，将推力F增大，墙壁能提供的最大静摩擦力将更大，木块肯定不会下滑，所以墙壁给木块的静摩擦力仍等于G而不变，故选项D正确．
3. B
解析：若将a撤掉，A、C、D中b的状态不变，则知A、C、D中，a、b间不存在弹力，而B中的b状态将变化，故B中a、b间一定存在弹力．
4. A
解析：竖直方向上，木块的重力与地面时木块的支持力始终平衡．
水平方向上，木块向右做匀速直线运动时，拉力F与滑动摩擦力F′平衡，故F′＝F＝8N，且滑动摩擦力方向向左．
当F＝20N时，因木块对地面的压力的大小和接触面的粗糙程度均没有变化，故滑动摩擦力不变，仍为8N．注意此时F＞F′，木块向右做加速运动．同理，当木决速度为2m/s及木块速度越来越慢时，滑动摩擦力的大小仍为8N．故答案应选A．
5. B
解析:物体虽只受两个力作用，但物体要沿直线AB运动，就意味着这两个力的合力的方向是不变的．可以看成是一个力(已知的力F)恒定，一个力(合力)的方向一定，另一个力(所求的力)的大小方向都不确定，可以利用力的图示法求解，如图所示可知，本题应选B．
6. A
解析:m1重力按效果分解如图所示，由几何关系有，又，故．
7. D
解析:解法一(直接判断法)：由于两物块一直处于静止状态，所以轻绳上的拉力大小总与P物块的重力大小相等，因此选项D正确；因为Q和P两物块的质量、斜面的倾角未确定，所以Q物块所受静摩擦力方向无法确定．又由于水平向左的恒力大小未知，所以Q物块相对斜面的运动趋势也无法确定，因此不能判定Q物块所受摩擦力的大小变化情况．
解法二(假设法)：假设开始时Q的重力沿斜面方向的分量与P的重力大小相等，则Q不受摩擦力，因此选项A错误；假设开始时Q所受摩擦力的方向沿斜面向上，则选项B错误；同理，选项C错误，因此只有选项D正确．
二、填空题
1．20
解析：要F2最小，必须垂直于F1，根据力的矢量三角形关系，可算出F2必须大于20 N．
2．增大减小 不变
解析：设绳拉船力为F1，与水平方向成角θ，船受浮力为F2，阻力为F3，由于船匀速靠岸，船靠岸过程中，θ角变大，故F1增大，F2减小，不变．
三、计算题：
1.答案见解析
解析：根据各种力的概念和物体处于平衡状态，全面分析物体的受力情况，针对静摩擦力是被动力的特点，判断物体A所受静摩擦力的方向．
物体受力情况如图所示．物体A和B均处于静止状态，它们所受合力均为零，物体B受重力GB和拉力，GB＝F′＝20N．物体A受重力GA＝20N，水平拉力F＝12N，绳子拉力F′＝20N，水平面支持力FN＝CA-F′sin30°＝10N，F′水平分力为F′cos30°＝17N．由于方向向左的F′水平分力比方向向右的水平拉力F大5N，所以物体A还受到5N的静摩擦力作用，其方向应该向右，即图中的F″为向右的静摩擦力．
2．40N
解析：把圆柱体的重力沿垂直两侧槽面分解，得压力，匀速推动时的推力．代入数值得F＝40N．
3．
解析：设重物质量为m，将重物所受的重力G分解为图示的两个分力：，．
又由数学关系知，
若F1＝150 N，则．
则重物质量不得超过．