2019版物理新教材人教必修一练习 共点力的平衡 Word版含解析

共点力的平衡
[合格达标练]
1.
如图所示，一个小球上端通过细线连在天花板上，下端放在光滑的斜面上，小球处于平衡状态．则小球的受力个数为(　　)
A．1个 B．2个
C．3个 D．4个
解析：本题可用假设法：假设小球除受重力、绳的拉力外还要受到垂直于斜面的支持力，这三个力中有重力、绳的拉力在一条直线上，与支持力不共线．因此三力的合力不能为零，小球不可能平衡．由此可见，假设的支持力不可能存在．
答案：B
2．(多选)同一物块在不同情况下处于静止状态时受力情况如图所示，下列对各力的关系说法正确的是(　　)
A．图甲中的F0与图乙中F1、F2的合力大小相等
B．图丙中的FN1、Ff1是物块重力G的两个分力
C．图丁中的FN2、F3的合力大小等于G，方向竖直向上
D．图乙中F1、F2的大小随θ角的变化而变化，其合力不变
解析：由题意知，F0与F1和F2共同作用的效果相同，A项正确；FN1、Ff1分别是斜面对物块的支持力和静摩擦力，不是重力G的分力，B项错误；根据力的平衡条件，FN2、F3的合力与G等大反向，C项正确；根据力的平衡条件，F1、F2的合力与G等大反向，F1、F2随θ角的减小而减小，随θ角的增大而增大，其合力与G一直等大反向，D项正确．
答案：ACD
3．如图所示，弹簧测力计和细线的重力及一切摩擦力不计，物重G＝1 N，则弹簧测力计A和B的示数分别为(　　)
A．1 N,0 B．0,1 N
C．2 N,1 N D．1 N,1 N
解析：弹簧测力计读数是在它处于平衡状态时读数，由题图可知，两侧拉力大小相等．
答案：D
4.
[2019·浙江名校联盟原创题]如图所示，水平地面上有一质量m＝20 kg的木箱，木箱与地面间的动摩擦因数μ＝0.2，一个小朋友用F＝30 N的水平推力推木箱，木箱仍然保持静止，则下列说法正确的是(　　)
A．木箱对地面的压力是由于地面发生形变而产生的
B．地面对木箱的作用力的方向是竖直向上的
C．小朋友与地面对木箱的共同作用力的大小是200 N，方向竖直向上
D．小朋友所受的合外力的大小为30 N
解析：A错：木箱对地面的压力是由于木箱发生形变产生的．B错：木箱受到重力、支持力、推力、摩擦力的作用，地面对木箱的作用力有支持力和摩擦力，方向不在竖直方向上．C对：小朋友与地面对木箱的合力与木箱重力等大反向．D错：小朋友保持静止，受到的合外力为零．
答案：C
5．(多选)如图所示，一木板B放在水平地面上，木块A放在B的上面，A的左端通过轻质弹簧测力计固定在直立的墙壁上．用力F向右拉动B，使它以速度v匀速运动，这时弹簧测力计的示数为FT.下面说法正确的是(　　)
A．木块作用于木板的滑动摩擦力等于FT
B．地面受到的滑动摩擦力等于FT
C．若木板以2v的速度匀速运动，木块作用于木板的滑动摩擦力等于2FT
D．若用2F的力作用在木板上，木块A所受的摩擦力等于FT
解析：以A为研究对象，由二力平衡知识知，木板作用于木块的滑动摩擦力等于FT，即木块作用于木板的滑动摩擦力也为FT，故A正确；地面受到的滑动摩擦力Ff＝F－FT，方向向右，故B错误；A所受滑动摩擦力大小与木板的运动情况和受力情况无关，故C错误、D正确．
答案：AD
6.
如图所示，固定在小车上的支架的斜杆与竖直杆的夹角为θ，在斜杆的下端固定一质量为m的小球．下列关于杆对球的作用力F的判断中，正确的是(　　)
A．小车静止时，F＝mgsinθ，方向沿杆向上
B．小车静止时，F＝mgcosθ，方向垂直于杆向上
C．小车向右匀速运动时，一定有F＝mg，方向沿杆向上
D．小车向右匀速运动时，一定有F＝mg，方向竖直向上
解析：小球静止或做匀速运动时，所受合力为零．又小球只受重力和弹力F作用，由二力平衡可知，F＝mg，方向竖直向上．
答案：D
7.
如图所示，质量为m的等边三棱柱静止在水平放置的斜面上．已知三棱柱与斜面之间的动摩擦因数为μ，斜面的倾角为30°，则斜面对三棱柱的支持力与摩擦力的大小分别为(　　)
A.mg和mg B.mg和mg
C.mg和μmg D.mg和μmg
解析：等边三棱柱受到重力、支持力和摩擦力三个力的作用，将重力分别沿斜面向下和垂直于斜面向下分解，根据二力平衡可得：FN＝mgcos30°＝mg，Ff＝mgsin30°＝mg，选项A正确．
答案：A
8.
如图所示，一名骑独轮车的杂技演员在空中的钢索上表演，如果演员与独轮车的总质量为80 kg，两侧的钢索互成150°夹角，求钢索所受拉力有多大？(cos75°＝0.259)
解析：
对钢索与车轮接触的点进行受力分析，其受力图如图所示．其中F1、F2为两侧钢索对O点的拉力，显然，F1＝F2，O点受力平衡时，F1、F2的合力F大小与G′相等．G′在数值上等于人和车的重力G.
由几何关系得2F1cos75°＝F＝G′
所以，F1＝＝ N＝1 514 N
可见，钢索所受的拉力为1 514 N.
答案：1 514 N
9.
如图所示，气球的重力为10 N，气球受到的空气浮力为16 N．由于水平风力的影响，系气球的绳子与水平方向成θ＝60°角．则绳子的拉力和水平方向的风力分别为多大？
解析：对气球进行受力分析，如图所示，气球静止，故水平方向有F风＝F1＝F拉cos θ；竖直方向有F浮＝G＋F2＝G＋F拉sin θ.代入数据解得F拉＝4 N，F风＝2 N.
答案：4 N　2 N
[素养提升练]
10．如图所示，用相同的弹簧测力计将同一个重物(质量为m)，分别按甲、乙、丙三种方式悬挂起来，读数分别是F1、F2、F3、F4，已知θ＝30°，则有(　　)
A．F4最大 B．F3＝F2
C．F2最大 D．F1比其他各读数都小
解析：对于题图甲，将重力mg沿两个弹簧测力计方向分解得：F1＝mgtanθ，F2cosθ＝mg，对于题图乙，将重力mg沿两个弹簧测力计方向分解得：2F3cosθ＝mg，而F4＝mg，由此可知选项A、B、D错误，选项C正确．
答案：C
11.
如图，一物块在水平拉力F的作用下沿水平桌面做匀速直线运动．若保持F的大小不变，而方向与水平面成60°角，物块也恰好做匀速直线运动．物块与桌面间的动摩擦因数为(　　)
A．2－ B.
C. D.
解析：当拉力F水平时，受力关系是F＝μmg；
当拉力方向与水平面成60°角时，受力关系是
Fcos 60°＝μ(mg－Fsin 60°)；
联立解得：μ＝.
答案：C
12.
在水库中钓获一尾大头鱼，当鱼线拉着大头鱼在水中向左上方匀速运动时，如图所示，鱼受到水的作用力方向可能是(　　)
A．竖直向下
B．水平向左
C．水平向右
D．沿鱼线方向
解析：因鱼在水中向左上方匀速运动，鱼受的合力为零．鱼共受三个力作用：重力、线的拉力和水的作用力．对于A项，鱼受力图如图甲，三力合力不可能为0，A项不可能；对B项，鱼受力图如图乙，三力合力不可能为0，B项不可能；对于C项，鱼受力图如图丙，三力合力可能为0，C项可能；对于D项，三力合力不可能为0，D项不可能．
答案：C
13．有一个木箱质量m＝60 kg，静止在水平地面上，工人推木箱，若动摩擦因数为μ＝0.3，最大静摩擦力等于滑动摩擦力．求：(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g取10 m/s2)
　　　　　　(1)　　　　　　　　(2)
(1)当沿水平方向推力F1＝150 N时，此木箱所受的摩擦力
　 大小Ff1.
(2)当与水平方向成37°的斜向上的推力F2＝400 N时，此木箱所受的摩擦力大小Ff2.
解析：(1)木箱保持静止，如图所示，水平方向二力平衡，则木箱受到静摩擦力为：Ff1＝F1＝150 N.
(2)木箱滑动起来，受力如图所示，则木箱受到滑动摩擦力
Ff2＝μFN①
竖直方向：FN＋F2sin37°＝mg②
由①②得滑动摩擦力：Ff2＝μ(mg－F2sin37°)＝0.3×(60×10－400×0.6) N＝108 N
答案：(1)150 N　(2)108 N