2019版物理新教材人教版必修一同步练习:3.5共点力的平衡(解析版)

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名称 2019版物理新教材人教版必修一同步练习:3.5共点力的平衡(解析版)
格式 zip
文件大小 275.8KB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2019-10-12 19:50:27

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文档简介

2019版物理新教材人教版必修一同步练习:3.5共点力的平衡(word解析版)
1.在水平地面固定倾角为θ的斜面体,质量为m的物体在平行于底边、大小为F的水平力作用下静止于斜面上,如图所示。重力加速度大小为g。该物体受到的摩擦力大小为(  )
A.F
B.F+mg
C.F+mgsinθ
D.
2.正在海上行驶的--艘帆船,行驶方向如图所示,海风吹来的方向与船行驶的方向夹角为,升起风帆,调整风帆的角度,使海风垂直吹在帆面上,若海风吹在帆面上的风力大小为500 N,则沿船行驶方向获得的推力大小为
A.300 N
B.375 N
C.400 N
D.450 N
3.水平横梁的一端A插在墙壁内,另一端装有一小滑轮B,一轻绳的一端固定在墙上,另一端跨过滑轮后挂着一质量为m=10 kg的物体,并与横梁夹角为30°,如图所示,g=10m/s2,则滑轮受到的作用力为
A.50N B. N C.100N D.N
4.如图,一个物体M放在粗糙的斜面上保持静止,现用水平外力F推物体,M仍保持静止时,则物体M(   )
A.受到斜面的支持力增加 B.所受合力增加
C.受到是静摩擦力增加 D.受到是静摩擦力减小
5.如图所示,一倾角为θ的粗糙斜面放在水平地面上,细绳跨过定滑轮的两边系着两个物体A和B,整个装置处于静止状态.现用一个水平向右的拉力F作用在物体B上,将B缓慢拉起到某一位置,整个过程中A、C均始终保持静止,在这个过程中,下列说法正确的是
A.水平拉力F不断变小
B.斜面对A的支持力不断减小
C.地面对C的摩擦力保持不变
D.地面对C的摩擦力变大
6.如图所示,位于水平桌面上的物块A质量为2m,由跨过定滑轮的轻绳与质量为m的物块B相连,从滑轮到A和到B的两段绳都是水平的,已知B与A之间的动摩擦因数是μ,A与桌面之间的动摩擦因数是2μ,滑轮的质量、滑轮轴上的摩擦都不计.若用一水平向右的力F拉A使它做匀速运动,则F的大小为 ( )
A.6μmg B.4μmg C.5μmg D.8μmg
7.质量为的物块放在水平桌面上,物块与水平桌面间的动摩擦因数为,现给物块- 个斜向上的拉力使物块匀速向右运动,则拉力的值可能为
A.
B.
C.
D.
8.如图所示,半圆是由一条光滑的杆弯曲而成的。带有小孔的小球穿在杆上,在水平拉力的作用下小球由点开始缓慢升高,此过程中半圆竖直,固定不动,连线水平。在小球缓慢上升的过程中,有关水平拉力、杆对小球的作用力的变化情况,下列说法正确的是
A.逐渐变大
B.逐渐变小
C.逐渐变大
D.逐渐变小,
9.如图所示,小球用细绳系住放置在倾角为θ的光滑斜面上,当细绳由水平方向逐渐向上偏移时,小球不动,细绳上的拉力F和斜面对小球的支持力N将(   )
A.N逐渐减小 B.N逐渐增大
C.F先增大后减小 D.F先减小后增大
10.如图所示,斜面体放置在粗糙的水平地面上,在沿斜面向上的推力F作用下,物体A和斜面体B均保持静止。若减小推力F,物体A仍然静止在斜面上,则(  )
A.斜面对物体A的作用力不一定变小
B.斜面对物体A的支持力一定变小
C.斜面对物体的摩擦力一定变小
D.地面对斜面体的摩擦力一定变小
11.筷子是中国人常用的饮食工具,也是中华饮食文化的标志之一。筷子在先秦时称为“挾”,汉代时称“箸”,明代开始称“筷”。如图所示,用筷子夹质量为m的小球, 筷子均在竖直平面内,且筷子和竖直方向的夹角均为θ,为使小球静止,求每根筷子对 小球的压力N的取值范围?已知小球与筷子之间的动摩擦因数为μ(μ12.如图所示,已知物体A重60 N,A、B均处于静止状态,与A相连的绳水平,绳CD与水平方向成37°角,绳CD上的拉力为15 N,各绳均为轻绳,sin 37°=0.6,cos37°=0.8。求:
(1)物体A对平台的摩擦力为多大?
(2)物体B重力为多大?
参考答案
1.D
【解析】
【详解】
对物体受力分析可知,物体受重力、支持力、拉力以及摩擦力的作用而处于平衡状态;将重力分解为垂直于斜面和沿斜面上的两个分力,则可知,在沿斜面方向上,重力的分力mgsinθ与拉力F以及摩擦力的合力为零;根据则可知,摩擦力等于拉力与重力的分力的合力,由几何关系可知,摩擦力为。
A.F与分析结论不符,故A错误。
B.F+mg与分析结论不符,故B错误。
C.F+mgsinθ与分析结论不符,故C错误。
D.与分析结论相符,故D正确。
2.A
【解析】
【详解】
对垂直作用于帆面上的风力进行分解,分解成沿船行驶方向和垂直于行驶方向的力,沿行驶方向的分力。
A. 300 N与上述计算结果相符,故A正确;
B. 375 N与上述计算结果不相符,故B错误;
C. 400 N与上述计算结果不相符,故C错误;
D. 450 N与上述计算结果不相符,故D错误;
3.C
【解析】
【详解】
由题意可得,对绳B点受力分析:滑轮受到绳子的作用力应为图中两段绳中拉力F1和F2的合力,因同一根绳张力处处相等,都等于物体的重量,即
F1=F2=G=mg=100 N
用平行四边形定则作图,由于拉力F1和F2的夹角为120°,则有合力
F=100 N
所以滑轮受绳的作用力为100 N.方向与水平方向成30°角斜向下。
A.50N与计算结果不符,故A错误。
B. N与计算结果不符,故B错误。
C.100N与计算结果相符,故C正确。
D. N与计算结果不符,故D错误。
4.A
【解析】
【详解】
设斜面的坡角为θ,对A受力分析并建立坐标系,如图所示:
在沿x轴方向
Fcosθ-Mgsinθ+f=0
在沿y轴方向:
FN=Mgcosθ+Fsinθ
当F为零时,摩擦力等于Mgsinθ,方向沿斜面向上;当F增大时,摩擦力f减小,当Fcosθ=Mgsinθ时,摩擦力f刚好为零;当F继续增大,摩擦力f将变为沿斜面向下,且随F的增大而增大,故摩擦力先减小后增大;由y方向分析可知,FN随F的增大一直增大。
A.由上分析知,受到斜面的支持力增加,故A正确;
B.物体M保持静止,故合力一直为零,保持不变,故B错误;
CD. 由上分析知,受到是静摩擦力先减小后增大,故CD错误。
5.D
【解析】
【详解】
A、缓慢改变绳的方向,设细线与竖直方向的夹角为θ,对物体受力分析,如图所示:
根据平衡条件,拉力:,可知当增大,水平拉力逐渐增大,故A错误
B、物体A受细线的拉力、重力、支持力和静摩擦力(可能为零),根据平衡条件,在垂直斜面方向有:,故支持力不变,故B错误
CD、以斜面和A、B整体为研究对象受力分析,根据平衡条件:斜面受地面的摩擦力与水平方向的拉力等大反向,故摩擦力方向向左,,是逐渐增大,故C错误,D正确。
6.D
【解析】
【详解】
对B物块,设跨过定滑轮的轻绳拉力为T,木块B与A间的滑动摩擦力
f=μmg ①
根据共点力平衡条件
T=f ②
对木块A受力分析,A受拉力F,B对A向左的摩擦力f,地面对P物体向左的摩擦力f′,根据共点力平衡条件,有
F=f+f′+T ③
地面对P物体向左的摩擦力
f′=2μ(3m)g ④
由①~④式可以解得
F=8μmg
A. 6μmg,与结论不相符,选项A错误;
B. 4μmg,与结论不相符,选项B错误;
C. 5μmg,与结论不相符,选项C错误;
D. 8μmg,与结论相符,选项D正确;
7.CD
【解析】
【详解】
物块受到重力、支持、摩擦力和拉力四个力作用,先把支持、摩擦力合成,由于
得到。再把与拉力合成,合力等于mg,当与垂直时,最小,最小值
A.A项与 上述分析结论不相符,故A错误;
B.B项与 上述分析结论不相符,故B错误;
C.C项与 上述分析结论相符,故C正确;
D.D项与 上述分析结论相符,故D正确。
8.AC
【解析】
【详解】
小球受重力、杆的弹力、水平拉力作用, 与的变化情况如图所示,由图可知在小球向上移动的过程中, 与竖直方向夹角变大, 逐渐变大, 逐渐变大。
A.A项与 上述分析结论相符,故A正确;
B.B项与 上述分析结论不相符,故B错误;
C.C项与 上述分析结论相符,故C正确;
D.D项与 上述分析结论不相符,故D错误。
9.AD
【解析】
【详解】
以小球为研究对象,小球受到重力、细绳的拉力和斜面的支持力,三力平衡,根据平衡条件知,拉力与支持力的合力与重力mg大小相等,方向相反,保持不变。作出三个位置拉力与支持力的合成的示意图: AB.通过力的合成图可以看出,当细绳由水平方向逐渐向上偏移时,支持力N一直变小,故A正确,B错误;
CD.通过力的合成图可以看出,当细绳由水平方向逐渐向上偏移时,拉力F先变小后变大,故C错误,D正确。
10.AD
【解析】
【详解】
A.A始终处于平衡状态,所以受到的合外力始终等于0。斜面对物体A的作用力与A 受到的重力和F的合力是一对平衡力,由于F与G夹角为钝角,所以斜面对物体A的作用力不一定减小,故A正确。
BC.如图A的受力分析,


故FN不变,



由于未知摩擦力的方向,故当f方向向上为正值时,F减小则f增大,若f为负值即沿斜面向下时,当F减小则f亦减小,故BC错误。
D.对系统受力分析有

F减小,则减小,D正确。
11.≤N≤
【解析】
【详解】
筷子对玻璃球的压力太小,玻璃球有下滑的趋势,最大静摩擦力沿筷子向上,如图(a)所示。
玻璃球平衡,有
2Nsin+ 2fcos= mg
f=μN
联立解得
N=
筷子对玻璃球的压力太大,玻璃球有上滑的趋势,最大静摩擦力沿筷子向下,如图(b)所示。
玻璃球平衡,有
2N′sin=mg+ 2f′cos
F′=μN′
联立解得:
N′=
综上,筷子对玻璃球的压力的取值范围
≤N≤
12.(1)12N;(2)9N
【解析】
【详解】
(1)以结点C为研究对象,其受力情况如图所示:
F1=15 N,因结点C处于静止状态,则:
在水平方向上,A对绳的拉力
F2=F1cos37°=12 N
在竖直方向上,B对绳的拉力
F3=F1sin37°=9 N
物体A处于静止状态,故A受平台水平向左的静摩擦力,其大小为
Ff=F2=12 N
由牛顿第三定律知,A对平台的静摩擦力也为12N,方向向右。
(2)物体B处于静止状态,则重力大小
GB=F3=9 N