2020--2021教科版物理必修一第4章 物体的平衡练习含答案

2020--2021教科版物理必修一第4章
物体的平衡练习含答案
教科版物理必修一第4章
物体的平衡
1、若一个物体处于平衡状态，则此物体一定是(　　)
A．静止的　　　　　　
B．匀速直线运动
C．速度为零
D．所受合力为零
2、在建筑装修中，工人用质量为m的磨石对斜壁进行打磨，当对磨石加竖直向上的推力F时，磨石恰好沿斜壁向上匀速运动，如图所示．已知磨石与斜壁之间的动摩擦因数为μ，则磨石受到的摩擦力是(　　)
A．(mg－F)sin
θ
B．(F＋mg)cos
θ
C．μ(F－mg)cos
θ
D．μ(F－mg)sin
θ
3、如图所示，物体M放在水平面上受到两个水平力的作用，F1＝4
N，F2＝8
N，物体处于静止状态．如果将水平力F1增加5
N，则(　　)
A．物体M仍处于静止状态
B．物体M受到的合力方向向左
C．物体M受到的合力方向向右
D．物体M受到的摩擦力等于5
N
4、同一物体在下列几组共点力作用下可能处于静止状态的是
(　　)
A．3
N、4
N、5
N　　　　
B．3
N、5
N、9
N
C．4
N、6
N、11
N
D．5
N、6
N、12
N
5、从图中可以看出，卸下来的沙子呈现一个圆锥形．因为沙粒与沙粒之间的动摩擦因数μ可以看作一个定值，所以沙堆的高与周长之比是定值，也就是说，无论卸下来的沙子是多还是少，沙堆是大还是小，这些沙堆的形状都是相似的．那么，沙堆的高与周长之比为
(　　)
A.　　　B.　　　C.　　　D.
6、如图所示，一只蜗牛沿着葡萄枝缓慢爬行，若葡萄枝的倾角为α，则葡萄枝对重为G的蜗牛的作用力大小为(　　)
A．Gsin
α
B．Gcos
α
C．G
D．小于G
7、棒AB的一端A固定于地面，可绕A点无摩擦地转动，B端靠在物体C上，物体C靠在光滑的竖直墙上，如图所示．若在C物体上再放上一个小物体，整个装置仍保持平衡，则B端与C物体之间的弹力大小将(　　)
A．变大
B．变小
C．不变
D．无法确定
8、搬运工用砖卡搬砖头时，砖卡对砖头的水平作用力为F，如图所示，每块砖的质量为m，设所有接触面间的动摩擦因数均为μ，则第二块砖对第三块砖的摩擦力大小为
(　　)
A.
B.
C．μF
D．2mg
9、如图所示，一根轻绳跨过定滑轮后系在质量较大的球上，球的大小不可忽略，在轻绳的另一端加一个力F，使球沿斜面由图示位置缓慢拉上顶端，各处的摩擦不计，在这个过程中拉力F(　　)
A．逐渐增大
B．保持不变
C．先增大后减小
D．先减小后增大
10、)如图所示，质量为m，横截面为直角三角形的物块ABC，∠ABC＝α，AB边靠在竖直墙上，AB与墙之间的动摩擦因数为μ，F是垂直于斜面BC的推力，现物块刚好静止不动，求推力F的大小(认为物块与墙之间为最大静摩擦力等于滑动摩擦力)．
11、图所示，光滑金属球的重力G＝40
N．它的左侧紧靠竖直的墙壁，右侧置于倾角θ＝37°的斜面体上．已知斜面体处于水平地面上保持静止状态，sin
37°＝0.6，cos
37°＝0.8.求：
(1)墙壁对金属球的弹力大小；
(2)水平地面对斜面体的摩擦力的大小和方向．
2020--2021教科版物理必修一第4章
物体的平衡练习含答案
教科版物理必修一第4章
物体的平衡
1、若一个物体处于平衡状态，则此物体一定是(　　)
A．静止的　　　　　　
B．匀速直线运动
C．速度为零
D．所受合力为零
【答案】D　[平衡状态是指物体处于静止或做匀速直线运动的状态，A、B、C错误；处于平衡状态时物体所受的合力为零，D正确．]
2、在建筑装修中，工人用质量为m的磨石对斜壁进行打磨，当对磨石加竖直向上的推力F时，磨石恰好沿斜壁向上匀速运动，如图所示．已知磨石与斜壁之间的动摩擦因数为μ，则磨石受到的摩擦力是(　　)
A．(mg－F)sin
θ
B．(F＋mg)cos
θ
C．μ(F－mg)cos
θ
D．μ(F－mg)sin
θ
【答案】D　[作出如图所示的受力分析图，F与mg的合力向上，其沿斜面的分力与摩擦力平衡．故有(F－mg)cos
θ＝Ff，(F－mg)sin
θ＝FN，由于磨石恰好沿斜壁向上做匀速运动，故磨石与斜壁间的摩擦力是滑动摩擦力，所以Ff＝μ(F－mg)sin
θ，D正确．]
3、如图所示，物体M放在水平面上受到两个水平力的作用，F1＝4
N，F2＝8
N，物体处于静止状态．如果将水平力F1增加5
N，则(　　)
A．物体M仍处于静止状态
B．物体M受到的合力方向向左
C．物体M受到的合力方向向右
D．物体M受到的摩擦力等于5
N
【答案】A　[当F1＝4
N，F2＝8
N时物体静止，此时物体受向右的摩擦力为4
N，说明fmax≥4
N．当F1增加5
N时，F1与F2的合力为1
N，物体仍能静止．]
4、同一物体在下列几组共点力作用下可能处于静止状态的是
(　　)
A．3
N、4
N、5
N　　　　
B．3
N、5
N、9
N
C．4
N、6
N、11
N
D．5
N、6
N、12
N
【答案】A　[三个力作用在物体上，若其中一个力在其余两个力的合力范围内，则这三个力可能会合力为零，故选项A正确，选项B、C、D错误．]
5、从图中可以看出，卸下来的沙子呈现一个圆锥形．因为沙粒与沙粒之间的动摩擦因数μ可以看作一个定值，所以沙堆的高与周长之比是定值，也就是说，无论卸下来的沙子是多还是少，沙堆是大还是小，这些沙堆的形状都是相似的．那么，沙堆的高与周长之比为
(　　)
A.　　　B.　　　C.　　　D.
【答案】A　[分析沙堆边缘处一粒沙子的受力，如图所示，由平衡条件得mgsin
θ＝μmgcos
θ，所以μ＝tan
θ
又tan
θ＝，周长c＝2πR.所以＝.故选A.]
6、如图所示，一只蜗牛沿着葡萄枝缓慢爬行，若葡萄枝的倾角为α，则葡萄枝对重为G的蜗牛的作用力大小为(　　)
A．Gsin
α
B．Gcos
α
C．G
D．小于G
【答案】C　[葡萄枝对蜗牛的作用力与蜗牛的重力大小相等，方向相反，C对．]
7、棒AB的一端A固定于地面，可绕A点无摩擦地转动，B端靠在物体C上，物体C靠在光滑的竖直墙上，如图所示．若在C物体上再放上一个小物体，整个装置仍保持平衡，则B端与C物体之间的弹力大小将(　　)
A．变大
B．变小
C．不变
D．无法确定
【答案】A　[设B对C的弹力大小为F，AB与竖直方向的夹角为α，则对C在竖直方向有Fcos
α＝mg，当在物体C上放置小物体后，则对C和小物体的整体而言，mg变大，则F变大，故选项A正确．]
8、搬运工用砖卡搬砖头时，砖卡对砖头的水平作用力为F，如图所示，每块砖的质量为m，设所有接触面间的动摩擦因数均为μ，则第二块砖对第三块砖的摩擦力大小为
(　　)
A.
B.
C．μF
D．2mg
【答案】A　[先整体分析，将五块砖作为一个整体可知，砖块1的左侧面和砖块5的右侧面所受摩擦力大小相等，均为mg，方向均为竖直向上．然后将砖块1、2作为一个小的整体隔离出来，则它们受三个力的作用，重力2mg、砖卡对它们向上的摩擦力mg、砖块3对它们的摩擦力．物体在三个力作用下处于平衡状态，因此，第二块砖和第三块砖之间的摩擦力为，故A正确．]
9、如图所示，一根轻绳跨过定滑轮后系在质量较大的球上，球的大小不可忽略，在轻绳的另一端加一个力F，使球沿斜面由图示位置缓慢拉上顶端，各处的摩擦不计，在这个过程中拉力F(　　)
A．逐渐增大
B．保持不变
C．先增大后减小
D．先减小后增大
【答案】A　[将球沿固定的光滑斜面由题图位置缓慢拉到顶端的过程中，顺时针转动过程绳子拉力方向如图中1到2到3的位置(注意开始时绳子拉力与支持力的夹角就是大于90°的)
由图可以看出绳子拉力一直增大，即F一直增大．
]
10、)如图所示，质量为m，横截面为直角三角形的物块ABC，∠ABC＝α，AB边靠在竖直墙上，AB与墙之间的动摩擦因数为μ，F是垂直于斜面BC的推力，现物块刚好静止不动，求推力F的大小(认为物块与墙之间为最大静摩擦力等于滑动摩擦力)．
[解析]　由于物块刚好静止，物块与墙之间为最大静摩擦力，可认为是滑动摩擦力，由平衡条件得：
在x轴方向：N＝Fcos
α
在y轴方向：mg＋Fsin
α＝f，f＝μN
由以上两式得
F＝.
[答案]　
11、图所示，光滑金属球的重力G＝40
N．它的左侧紧靠竖直的墙壁，右侧置于倾角θ＝37°的斜面体上．已知斜面体处于水平地面上保持静止状态，sin
37°＝0.6，cos
37°＝0.8.求：
(1)墙壁对金属球的弹力大小；
(2)水平地面对斜面体的摩擦力的大小和方向．
[解析]　(1)金属球静止，则它受到的三个力平衡(如图所示)．由平衡条件可得墙壁对金属球的弹力为N1＝Gtan
θ＝40tan
37°＝30
N.
(2)斜面体对金属球的弹力为
N2＝＝50
N
由斜面体平衡可知地面对斜面体的摩擦力大小为f＝N2sin
37°＝30
N
摩擦力的方向水平向左．
[答案]　(1)30
N　(2)30
N　方向水平向左