2020-2021学年高一第一学期物理人教版2019必修第一册小节训练（15） 3.5共点力的平衡

2020-2021学年高一第一学期物理人教版2019必修第一册小节训练（15）
共点力的平衡
1.2019年12月1日,乒乓球男子世界杯决赛中,中国选手樊振东以4∶2击败张本智和,成功卫冕世界杯冠军.在樊振东击球的瞬间,下列说法正确的是(
??
)
A.球拍对乒乓球的作用力大于乒乓球对球拍的作用力
B.球拍对乒乓球的作用力与乒乓球对球拍的作用力大小相等
C.球拍对乒乓球的作用力与乒乓球所受到的重力是一对平衡力
D.球拍对乒乓球的作用力与乒乓球对球拍的作用力是一对平衡力
2.如图所示,轻杆下端固定在光滑轴上,可在竖直平面内自由转动,重力为的小球粘在轻杆顶部,在细线的拉力作用下处于静止状态。细线、轻杆与竖直墙壁间的夹角均为30°,则细线与杆对小球的作用力的大小分别是(
)
A.
B.
C.
D.
3.如图所示，两根轻绳一端系于结点，另一端分别系于固定竖直放置的圆环上的两点，为圆心，点下面悬挂一物体，绳水平，拉力大小为，绳与绳成，拉力大小为。将两绳同时缓慢顺时针转过，并保持两绳之间的夹角始终不变，且物体始终保持静止状态。则在旋转过程中，下列说法正确的是(
)
A.逐渐增大
B.先增大后减小
C.先增大后减小
D.先减小后增大
4.如图所示是一种测定风作用力的仪器，是一金属球，固定在一轻质细线的下端，能绕悬点在竖直平面内转动，风从图示水平方向吹向小球，当风力增大时，正确的是(
)
A．角度θ增大，绳的拉力减小
B．角度θ增大，绳的拉力增大
C．角度θ减小，绳的拉力减小
D．角度θ减小，绳的拉力增大
5.如图所示，两块长方体滑块和叠放在倾角为的斜面体上。已知质量分别为和，与的动摩擦因数为，与的动摩擦因数为.两滑块在斜面体上以相同加速度自由下滑，斜面体在水平地面上始终保持静止，则下列说法正确的是（
）
A.斜面受到地面的静摩擦力方向水平向右
B.滑块与斜面间的动摩擦因数
C.滑块受到斜面对其摩擦力的大小为
D.滑块所受的摩擦力大小为
6.如图所示,杆的端用铰链固定在竖直墙上,另一端为一滑轮。重物上系一绳经过滑轮固定于墙上点处,杆恰好平衡.若将绳的端沿墙缓慢向下移(杆、滑轮、绳的质量及摩擦均不计),则(
)
A.绳的拉力增大,杆受绳的压力增大
B.绳的拉力不变,杆受绳的压力增大
C.绳的拉力不变,杆受绳的压力减小
D.绳的拉力不变,杆受绳的压力不变
7.如图所示，两个质量均为m的小球通过两根轻弹簧连接，在水平外力F作用下，系统处于静止状态，弹簧实际长度相等。弹簧的劲度系数分别为，且原长相等。弹簧与竖直方向的夹角分别为θ与45°。设中的拉力分别为，小球直径相比弹簧长度可以忽略，重力加速度大小为g。则(
)
A.
B.
C.
D.
8.用卡车运输质量为m的匀质圆筒状工件，为使工件保持固定，将其置于两光滑斜面之间，如图所示，两斜面Ⅰ、Ⅱ固定在车上，倾角分别为30°和60°。重力加速度为g。当卡车沿平直公路匀速行驶时，圆筒对斜面I、Ⅱ压力的大小分别为，则(
)
A.
B.
C.
D.
9.如图所示的翻斗车车斗的底部是一个平面,司机正准备将车上运送的一块大石块(图中未画出)卸下。司机将车停稳在水平路面上，通过操纵液压杆使车斗底部倾斜,直到石块开始加速下滑时，保持车斗倾斜角不变。则在石块沿车斗底面匀加速下滑的过程中（
）
A.翻斗车不受地面的摩擦力
B.翻斗车受到的合外力不为零
C.地面对翻斗车的支持力小于翻斗车和车上石块的总重力
D.车斗的倾角越大，石块对翻斗车的压力也越大
10.如图甲、乙所示，质量为m的物体置于倾角为θ的固定斜面上，物体与斜面之间的动摩擦因数为μ，先用平行于斜面的推力作用于物体上使其恰能沿斜面匀速上滑，若改用水平推力作用于物体上，也恰能使物体沿斜面匀速上滑，则两次的推力之比为(
)
A.
B.
C.
D.
11.目前，我市每个社区均已配备了公共体育健身器材。图示器材为一秋千，用两根等长轻绳将一座椅悬挂在竖直支架上等高的两点。由于长期使用，导致两根支架向内发生了稍小倾斜，如图中虚线所示，但两悬挂点仍等高。座椅静止时用表示所受合力的大小，表示单根轻绳对座椅拉力的大小，与倾斜前相比(
)
A．不变，变小
B．不变，变大
C．变小，变小
D．变大，变大
12.如图所示，质量为的木板放在水平地面上，质量为的货箱放在木板上，一根轻绳一端栓在货箱上，另一端栓在地面的木桩上，绳绷紧时与水平面的夹角为，已知货箱与木板之间的动摩擦因数，木板与地面之间的动摩擦因数为，重力加速度，现用水平力将木板从货箱下面匀速抽出，（，）试求：
（1）绳上张力的大小。
（2）拉力的大小。
13.研究金属块与水平桌面间的动摩擦因数，可按以下方法进行：先用弹簧秤称量出金属块的重力为G，再用弹簧秤水平的拉着金属块在桌面上做匀速直线运动，读出此时弹簧称的示数为F：则由此即可确定出金属块与桌面间的动摩擦因数________.
14.如图所示,在倾角为α的斜面上,重为G的小球被竖直的木板挡住,不计一切摩擦,则小球对斜面的压力为__________,小球对木板的压力为__________.
15.如图，把一个弹簧测力计的一端固定在墙上，用另一个弹簧测力计水平向左拉金属板，金属板向左运动，此时两个测力计的示数稳定（图中已把弹簧测力计的示数放大画出），则物块P与金属板间的滑动摩擦力的大小是__________N。若用弹簧测力计测得物块P重13
N，根据表中给出的动摩擦因数，可推算出物块P的材料为_____________。
材料
动摩擦因数
金属—金
0.10
橡胶—金属
0.50
木头—金属
0.20
皮革—金属
0.28
16.如图(a),质量、倾角为的斜面体置于粗糙水平面上,质量的小物块置于斜面顶端,物块与斜面间的动摩擦因数时刻对物块施加一平行于斜面向下的推力,推力的大小随时间t变化的图像如图(b)所示,时物块到达斜面底端。斜面体始终保持静止,重力加速度在物块沿斜面下滑过程中,下列说法正确的是(
)
A.物块到达斜面底端时的动能为
B.斜面的长度为
C.斜面体对水平面的压力大小始终为
D.水平面对斜面体的摩擦力水平向右且逐渐增大
17.如图所示，电灯的重力，绳与顶板间的夹角为45°，绳水平，绳的拉力为，绳的拉力为，则(
)
A.
B.
C.
D.
18.如图所示，三个完全相同的水泥管道静止叠放在水平地面上，假设每个管道的质量为m，重力加速度为g，下列说法正确的是(
)
A.A对B的弹力大小为
B.地面对均没有摩擦力作用
C.地面对B的支持力大小为
D.地面对B的摩擦力大小为
19.如图所示，两根等长的轻绳将日光灯悬挂在天花板上，两绳与竖直方向的夹角都为45°，日光灯保持水平，所受重力为G，则(
)
A.两绳对日光灯拉力的合力大小为G
B.两绳的拉力和日光灯所受的重力不是共点力
C.两绳的拉力大小分别为和
D.两绳的拉力大小分别为和
参考答案
1.答案：B
解析：A.
球拍对乒乓球的作用力和乒乓球对球拍作用力是一对作用力和反作用力,大小相等,故AD错误,B正确;
C.
球拍对乒乓球的作用力与乒乓球的重力方向不在同一直线上,不可能是一对平衡力,故C错误。故选:B
2.答案：B
解析：分析小球受力,小球受到竖直向下的重力、沿细线方向的拉力和轻杆的弹力,由平衡条件可得,,联立解得,选项B正确。
3.答案：A
解析：对结点受力分析，并合成三角形如图
根据图示可知顺时针转动前（实线）到转动后（虚线）过程中，一直增大，一直减小，A正确，BCD错误。故选A。
4.答案：B
5.答案：C
解析：A、把看成一个整体，对的压力在水平方向的分力为，方向水平向右，对的摩擦力在水平方向的分力为，方向水平向左。因为一起加速下滑，所以，则，所以斜面有向右的运动趋势，则斜面受到地面的静摩擦力方向水平向左。故A错误；
B，因为一起加速下滑，所以，则，故B错误；
C、把看成一个整体，滑块与斜面之间的摩擦力为，故C正确；
D、滑块一起加速下滑，其加速度为，与之间的摩擦力是静摩擦，则之间的摩擦力为，故D错误。
6.答案：B
解析：本题易错之处是误判杆受力的方向。选取绳子与滑轮的接触点为研究对象,对其受力分析,如图所示。绳中的弹力大小相等,即,C点处于三力平衡状态,将三个力的示意图平移可以组成闭合三角形,如图中虚线所示,设段绳子与竖直墙壁间的夹角为,则根据几何知识可知,当绳的端沿墙缓慢向下移时,绳的拉力不变,增大,也增大,根据力的作用是相互的可知,杆受绳的压力增大,B正确,ACD错误。
7.答案：A
解析：对下面的小球进行受力分析，如图甲所示：
根据平衡条件得：；
对两个小球及轻弹簧B整体受力分析，如图乙所示：
根据平衡条件得：，又，解得，由题可知两弹簧的形变量相等，则有：，解得：，故A正确，B、C、D错误。
8.答案：D
解析：以工件为研究对象，受力分析如图所示，的合力与重力等大反向，根据共点力平衡条件得，则，故只有D选项正确。
9.答案：C
10.答案：B
解析：物体在力作用下和力作用下运动时的受力如图（a）、（b）所示。
将重力、力沿平行斜面方向和垂直于斜面方向正交分解，
由平衡条件可得：
，
，
，
，
，
，
解得：，
，
故，B正确。
11.答案：A
解析：木板静止时，受重力和两个拉力而平衡，故三个力的合力为零，即：；
根据共点力平衡条件,有：
解得：
由于长期使用,导致两根支架向内发生了稍小倾斜,故图中的θ角减小了,故F不变,减小；
故选：A
12.答案：(1)木箱受力分析如图甲所示，静止时有：
①
②
③
解①②③式可得：，
(2)木板受力如图乙所示，匀速时有：
④
⑤
⑥
解④⑤⑥式可得：
13.答案：
解析：由平衡条件得：，即动摩擦因数。
14.答案：
解析：
15.答案：2.60；木头
解析：分析物块P的受力情况可知，物块P受金属板给P的滑动摩擦力，方向向左，受弹簧测力计向右的拉力F，由二力平衡可知，，测力计读数为2.60
N，所以；又根据可得，从表中对比得知，物块P的材料为木头。
16.答案：AC
解析：A.因为，则有：，所以物块受到的滑动摩擦力的与支持力的合力与小物块的重力大小相等，方向相反，
因为图象的面积表示的冲量，根据动量定理有：
则小物块达到斜面底端时的速度为：
则物块到达斜面底端时的动能为：，故A正确
B.如物块做匀加速直线运动,则物块整段过程发生的位移为：
但根据外力逐渐增大可知，物块做加速度增大的加速运动，所以物块发生的位移不等于，故B错误；
C.斜面的受力如图所示：
改变外力，不会影响小物块受到的滑动摩擦力以及支持力的大小，所以小物块受到的滑动摩擦力和支持力的合力一直竖直向上，大小等于小物块的重力，
根据牛顿第三定律可知,斜面受到的小物块对它的滑动摩擦力以及压力的合力竖直向下，大小等于，则斜面体在水平方向上无相对运动趋势，不受到斜面对它的静摩擦力作用，根据平衡条件有，水平面对斜面体的支持力为：，故C正确，D错误。
故选：AC。
17.答案：AD
解析：结点O受力如图所示，考虑到F与垂直，正交分解绳的拉力最方便，如图所示，
则
代入数值解得，故选项A、D正确。
18.答案：AD
解析：选择为研究对象，可得其截面图如图甲所示，对A受力分析如图乙所示，由题意知，，则A对B的弹力，选项A正确；对B受力分析如图丙所示，由于A对B有斜向左下的弹力，则地面对B有摩擦力作用，同理，地面对C也有摩擦力作用，选项B错误；对B，由平衡条件可得，联立解得，选项C错误，选项D正确。
19.答案：AC
解析：两绳拉力的作用线与重力作用线的延长线交于一点，这三个力为共点力，选项B错误；由于日光灯在两绳拉力和重力作用下处于平衡状态，所以两绳的拉力的合力与重力G等大反向，选项A正确；如图所示，由于两绳拉力的夹角为直角，且都与竖直方向成45°角，则由几何关系可知，又因，故，选项C正确，D错误。