高中物理人教版必修第一册课后练习 分层集训12　共点力的平衡word版含解析

分层集训12　共点力的平衡
[合格达标练]
题组一　平衡状态和平衡条件
1．物体在共点力作用下，下列说法中正确的是(　　)
A．物体的速度在某一时刻等于零，物体就一定处于平衡状态
B．物体相对另一物体保持静止时，物体一定处于平衡状态
C．物体处于平衡状态，所受合力一定为零
D．物体处于平衡状态时，物体一定做匀速直线运动
2．某物体受四个力的作用而处于静止状态，保持其他三个力的大小和方向均不变，使另一个大小为F的力的方向转过90°，则欲使物体仍保持静止状态，必须再加上一个大小为多少的力(　　)
A．F
B.F
C．2F
D．3F
3．一个物体受到三个共点力的作用，如果三个力的大小为如下各组情况，那么有可能使物体处于平衡状态的是(　　)
A．1
N　4
N　7
N
B．2
N　6
N　9
N
C．2
N　5
N　8
N
D．6
N　8
N　6
N
题组二　利用平衡条件解决实际问题
4.
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，细线竖直时小球处于平衡状态．则小球的受力个数为(　　)
A．1个
B．2个
C．3个
D．4个
5．如图所示，某人静躺在椅子上，椅子的靠背与水平面之间有固定倾斜角θ.若此人所受重力为G，则椅子各部分对他的作用力的合力大小为(　　)
A．G
B．Gsin
θ
C．Gcos
θ
D．Gtan
θ
6.
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
7．如图所示，一根弹性杆的一端固定在倾角为30°的斜面上，杆的另一端固定一个重力为2
N的小球，则小球处于静止状态时，弹性杆对小球的弹力(　　)
A．大小为2
N，方向平行于斜面向上
B．大小为2
N，方向竖直向上
C．大小为2
N，方向垂直于斜面向上
D．由于杆的形变大小未知，无法确定弹力的方向和大小
8．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
9．一个质量为3
kg的物体被放置在倾角为α＝30°的固定、光滑斜面上，在如图所示的甲、乙、丙三种情况下，物体处于平衡状态的是(取g＝10
m/s2)(　　)
A．仅甲图
B．仅丙图
C．仅乙图
D．甲、乙、丙图
10．手提电脑散热底座一般设置有四个卡位用来调节角度，如图甲所示．某同学将电脑放在散热底座上，为了获得更好的舒适度，由原卡位4调至卡位1增大倾角，如图乙所示，电脑始终处于静止状态，则(　　)
A．电脑受到4个力的作用
B．电脑受到的合力变大
C．散热底座对电脑的作用力方向竖直向上
D．电脑受到的重力和支持力的合力不变
11．如图所示，一个质量为m的物体A，向其施加一个水平方向的力F，使A沿竖直墙壁匀速下滑，若物体A与墙面间的动摩擦因数为μ，那么物体A与墙面间的摩擦力为(　　)
A．Ff＝μmg　向上
B．Ff＝mg　向下
C．Ff＝F　向下
D．Ff＝μF　向上
[素养提升练]
12．(多选)如图所示，某物块静止在光滑斜面上，物块与一轻质弹簧相连，弹簧被固定在斜面的顶端，物块的下端用一个垂直于斜面的挡板挡住，整个装置处于静止状态，则物块的受力个数可能为(　　)
A．2
B．3
C．4
D．5
13．如图所示，一根绳的两端分别固定在两座山的A、B处，A、B两点水平距离BD＝16
m，竖直距离AD＝2
m，A、B间绳长为20
m．重为120
N的猴子抓住套在绳子上的滑环在A、B间滑动，某时刻猴子在最低点C处静止，则此时绳的张力大小为(绳处于拉直状态)(　　)
A．75
N
B．100
N
C．150
N
D．200
N
14．如图，将完全相同、质量均为4
kg的木块A和B叠放在水平桌面上，在16
N的水平拉力F1作用下，A、B一起做匀速直线运动．(g取10
N/kg)
(1)此时木块B上表面受到摩擦力Ff1是多少？B的下表面所受的摩擦力Ff2又是多少？
(2)桌面与木块之间的动摩擦因数是多少？
15．如图所示，用弹簧测力计称物块时，静止时弹簧测力计读数是F1＝7.5
N．用弹簧测力计拉着物块沿着倾角为θ＝37°的斜面向上匀速滑动时，弹簧测力计读数是F2＝6
N，弹簧测力计的拉力方向与斜面平行．求物块与斜面间的动摩擦因数．(sin
37°＝0.6，cos
37°＝0.8)
分层集训12　共点力的平衡
1．解析：处于平衡状态的物体，从运动形式上来看是处于静止或匀速直线运动状态，从受力上来看，物体所受合力为零．某一时刻速度为零的物体，受力不一定为零，故不一定处于平衡状态，选项A、D错误；物体相对于另一物体静止时，该物体不一定静止，如当另一物体做变速运动时，该物体也做变速运动，此物体处于非平衡状态，故选项B错误；由共点力的平衡条件可知选项C正确．
答案：C
2．解析：物体受四个力的作用而处于静止状态时，F与其余三个力的合力F′等大、反向，当F转过90°时，F′与F之间的夹角为90°，又F′＝F，两力的合力F合＝F，故要满足题意，必须再加上一个大小为F的力．
答案：B
3．解析：能否使物体处于平衡状态，要看三个力的合力是否可能为零，方法是两个较小力加起来是否大于或等于最大的那个力，如果是，物体就可能处于平衡状态，故D正确．
答案：D
4．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
5．解析：当研究对象受到多个作用力处于静止状态时，其中一个力与其余力的合力是等大、反向的，可知椅子各部分对他的作用力的合力大小为G，选项A正确．
答案：A
6．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
7．解析：小球受到重力G和弹性杆对小球的弹力F，由于小球处于静止状态，弹力与重力平衡，故弹性杆对小球的弹力方向应竖直向上，大小为F＝G＝2
N．B正确．
答案：B
8．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
9．解析：物体在光滑斜面上受重力、支持力和沿斜面向上的拉力，斜面光滑，故物体不受摩擦力；将重力沿平行于斜面和垂直于斜面的方向进行分解，支持力一定与重力垂直于斜面的分力相等；要使物体处于静止状态，拉力应等于重力沿斜面向下的分力，即F＝mgsin
α＝3×10×
N＝15
N，故只有乙图中物体处于平衡状态，故选C.
答案：C
10．解析：电脑受到重力、支持力、摩擦力三个力作用，A错误；电脑始终处于静止状态，所受合力始终为0，B错误；散热底座对电脑的作用力指的是支持力与摩擦力的合力，与电脑的重力等大反向，即方向竖直向上，C正确；重力与支持力的合力和摩擦力等大反向，当由原卡位4调至卡位1时倾角增大，电脑重力沿底座向下的分力变大，则摩擦力变大，故电脑受到的重力和支持力的合力变大，D错误．
答案：C
11．解析：由于物体匀速下滑，因此在竖直方向上所受合外力为零，所以摩擦力方向向上Ff＝mg.滑动摩擦力的大小Ff＝μFN，FN＝F，则Ff＝μF，所以A、B、C错误，D正确．
答案：D
12．解析：物体除受重力、斜面支持力之外，根据弹簧对物体的拉力与重力沿着斜面向下的分力的大小不同，可能还受到挡板的弹力、弹簧弹力的作用，但也可能是挡板弹力、弹簧弹力两者之一，即可能为3个力，也可能是4个力，因此选项B、C正确．
答案：BC
13．解析：作出滑环受力分析图，如图所示，设拉力T与水平方向的夹角为θ，由几何关系可得cos
θ＝＝，解得θ＝37°，又由平衡条件得2Tsin
θ＝T1，解得T＝＝
N＝100
N，A、C、D错误，B正确．
答案：B
14．解析：(1)A做匀速运动，水平方向不受力，
所以B上表面Ff1＝0
下表面Ff2＝F1＝16
N.
(2)由FN＝(mA＋mB)g
Ff2＝μFN，解得μ＝0.2.
答案：(1)0　16
N　(2)0.2
15.
解析：用弹簧测力计称物块时根据平衡条件可得F1＝G＝7.5
N.
用弹簧测力计拉着物块沿着斜面匀速上滑过程中，受力如图所示．
根据平衡条件可得F2＝Ff＋Gsin
θ，Ff＝μGcos
θ，
由以上两个式子可得μ＝0.25.
答案：0.25