3.6 共同点的平衡条件及其应用同步练习—【新教材】粤教版（2019）高中物理必修第一册 （机构使用）（word含答案）

粤教版（2019）高中物理必修第一册第三章相互作用第六节共同点的平衡条件及其应用
同步练习
选择题
1.如图所示，在一绝缘斜面C上有一带正电的小物体A处于静止状态。现将一带正电的小球B沿以A为圆心的圆弧缓慢地从P点转至A正上方的Q点处，已知P、A在同一水平线上，且在此过程中物体A和C始终保持静止不动，A、B可视为质点。关于此过程，下列说法正确的是（?? ）
A.?物体A受到斜面的支持力先减小后增大????????????????B.?物体A受到斜面的支持力一直增大
C.?地面对斜面C的摩擦力逐渐减小??????????????????????????? D.?地面对斜面C的摩擦力先减小后增大
2.在水平面上有一木块受到两个推力处于静止状态，其中 F1=16N ， F2=6N 。若撤去力 F1 ，则（?? ）
A.?木块受到合力大小为6N，方向向左?????????????????????B.?木块受到合力大小为16N，方向向左
C.?木块受到的摩擦力大小为10N，方向向右????????????D.?木块受到的摩擦力大小为6N，方向向右
3.如图，一小球通过一根足够长细绳悬挂于O点，现用一光滑的金属钩子勾住并水平向右缓慢拉动绳子，在这个过程中钩子对细绳的作用力（?? ）
A.?大小和方向都在不断变化????????????????????????????????????B.?大小和方向始终保持不变
C.?大小不变，方向不断变化????????????????????????????????????D.?方向不变，大小不断变化
4.如图所示，在固定于天花板的轻弹簧下端挂一个小球，小球的重力为G。现使小球靠在倾角为 α 的光滑斜面上，但仍然使轻弹簧保持竖直方向，则该斜面对小球弹力的大小为（?? ）
A.?Gcosα?????????????????????????????????????B.?Gtanα?????????????????????????????????????C.?G?????????????????????????????????????D.?0
5.如图所示，在固定的钢制圆环上用轻质弹簧和细线悬挂一质量为m的小球，平衡时小球恰好位于圆心O处，此时OA水平，弹簧轴线OB与水平方向的夹角为 30° ，则弹簧弹力与细线拉力大小之比为（?? ）
A.?1:2???????????????????????????????????B.?3:1???????????????????????????????????C.?2:3???????????????????????????????????D.?3:2
6.如图所示，A、B两球用轻杆相连，用两根细线 l1 、 l2 将它们悬挂在水平天花板上的O点，现有一水平力F作用于小球B上，使A、B两球和轻杆组成的系统保持静止状态且A、B两球在同一水平线上，细线 l1 垂直于轻杆．已知两球的重力均为G，轻杆与细线 l1 的长度均为L．则（??? ）
A.?细线 l2 的拉力的大小为2G??????????????????????????????????B.?细线 l2 的拉力的大小为G
C.?水平力F的大小为2G????????????????????????????????????????????D.?水平力F的大小为G
7.在水平转盘上放一木块，木块与转盘一起匀速转动而不相对滑动，则木块受的力为（?? ）
A.?重力、弹力、指向圆心的摩擦力
B.?重力、弹力、背向圆心的摩擦力与指向圆心的向心力
C.?重力、弹力、与木块运动方向相反的摩擦力与向心力
D.?重力、弹力
8.如图所示，小环A套在光滑竖直杆上，小环B套在光滑水平杆上，A、B两环用一不可伸长的轻绳连接在一起。初始时，用力F作用在A上，使A、B两环均处于静止状态，轻绳处于伸直状态且与竖直杆夹角为60°。撤去F后，小环A运动至轻绳与竖直杆夹角为37°时的速率为v。已知A、B两环的质量均为m，绳长为l，重力加速度为g。下列说法正确的是（?? ）
A.?力F的大小为2mg，方向竖直向上
B.?在运动过程中，小环A的机械能守恒
C.?轻绳与竖直杆夹角为37°时，小环B的速率也为v
D.?轻绳与竖直杆夹角为37°时，小环A的速率为 v=32515gl
9.如图所示，一个圆盘在水平面内匀速转动盘面上有一小物块随圆盘一起运动。关于小物块受力情况，下列说法正确的是（?? ）
A.?小物块受重力、支持力??????????????????????????????????????? B.?小物块受重力、支持力、向心力
C.?小物块受重力、支持力、静摩擦力??????????????????????D.?小物块受重力、支持力、静摩擦力、向心力
10.如图所示，物体在水平力F作用下静止在斜面上。若稍许增大水平力F，而使物体仍静止在斜面上时，斜面对物体的静摩擦力f、支持力N、以及物体的合力变化情况是（?? ）
A.?f不一定增大，N一定增大，物体的合力一定不变?????B.?f一定增大，N一定增大，合力一定增大
C.?f、N、及物体的合力一定均减小?????????????????????????????? D.?f、N不一定增大，物体的合力一定不变
11.如图所示，轻质细绳AB和CD将质量为m的小球悬挂在车厢中，细绳AB水平，细绳CD与竖直方向的夹角为 θ ，车厢沿水平面向左运动。细绳AB和CD上拉力的大小分别为 F1 和 F2 。则车厢运动位移为l的过程中（??? ）
A.?拉力 F1 对小球做功 F1l?????????????????????????????????????B.?拉力 F1 对车厢做功 F1l
C.?拉力 F2 对小球做功 F2lcosθ????????????????????????????? D.?拉力 F2 对车厢做功 F2lsinθ
12.如图所示，一质量为m的小球，用长为l的轻绳悬挂于O点，初始时刻小球静止于P点，第一次小球在水平拉力F作用下，从P点缓慢地移动到Q点，此时轻绳与竖直方向夹角为θ，张力大小为T，下列说法中正确的是（不计空气阻力，重力加速度为g）（?? ）
A.?拉力F先增大后减小
B.?轻绳的张力逐渐减小
C.?最终水平拉力 F=mgtanθ ，绳子拉力 T=mgsinθ
D.?整个过程中，水平拉力F所做的功为 mgl(1?cosθ)
13.如图所示，电灯悬于两壁之间，保持O点及OB绳的位置不变，而将绳端A点向上移动，则（?? ）
A.?绳OA所受的拉力逐渐增大??????????????????????????????????B.?绳OA所受的拉力不变
C.?绳OA所受的拉力先增大后减小???????????????????????????D.?绳OA所受的拉力先减小后增大
14.如图所示，用一轻绳将光滑小球(大小不能忽略)系于竖直墙壁上的O点，现用一细杆压在轻绳上紧贴墙壁从O点缓慢下移，则(?? )
A.?轻绳对小球的拉力保持不变????????????????????????????????B.?轻绳对小球的拉力逐渐增大
C.?小球对墙壁的压力保持不变????????????????????????????????D.?小球对墙壁的压力逐渐减小
15.一套有细环的粗糙杆水平放置，小球通过细线系在细环上，对小球施加水平力F的作用，整个装置处于平衡状态，如图所示。现在将F稍加大一些，使小球再次平衡，下列说法不正确的有（???? ）
A.?细环对粗糙杆的作用力保持不变?????????????????????????B.?细线对小球的拉力变大
C.?细环所受的摩擦力变大??????????????????????????????????????? D.?粗糙杆对细环的支持力保持不变
16.某电视台在讲解围棋棋局节目中，铁质的棋盘竖直放置，每个棋子都是一个小磁铁，能吸在棋盘上。不计棋子间的相互作用力。对其中某一棋子，下列说法正确的是 ( ?? )
A.?棋子共受三个力作用??????????????????????????????????????? B.?棋子对棋盘的压力大小一定等于其所受重力的大小
C.?棋子的磁性越强，棋子所受的摩擦力越大???????D.?减小棋子的质量，棋子所受的摩擦力减小
17.两根长度均为L的绝缘细线分别系住质量相等、电荷量均为+Q的小球a、b，并悬挂在O点。当两个小球静止时，它们处在同一高度上，且两细线与竖直方向间夹角均为 α=60°，如图所示，静电力常量为k，则每个小球的质量为（?? ）
A.?3kQ29gL2????????????????????????????????B.?kQ29gL2????????????????????????????????C.?kQ23gL2????????????????????????????????D.?3kQ23gL2
18.一只甲虫沿着树枝缓慢地从A点爬到B点，此过程中树枝对甲虫作用力大小（??? ）
A.?变大????????????????????????????????B.?变小????????????????????????????????C.?保持不变????????????????????????????????D.?无法判断
19.如图所示，工人师傅分别采用甲、乙两种方法，将重为G物=500N的货物运送到相同高度，甲、乙两种方法中滑轮重均为G轮=10N，工人所用拉力分别为F甲、F乙 ， 机械效率分别为η甲、η乙不计摩擦和绳重，则下列判断正确的是（?? ）
A.?F甲>F乙 ， η甲<η乙?????B.?F甲η乙?????D.?F甲>F乙 ， η甲>η乙
20.如图所示，质量为m的小滑块静止在半径为R的半球体上，它与半球体间的动摩擦因数为μ，它与球心连线跟水平地面的夹角为θ，则小滑块（?? ）．
A.?所受摩擦力大小为mgcos θ????????????????????????????????B.?所受摩擦力大小为mgsin θ
C.?所受摩擦力大小为μmgsin θ???????????????????????????????D.?对半球体的压力大小为mgcos θ
综合题
21.如图所示，一质量 m=2×10?4kg ，电荷量 q=+3×10?9C 的带电小球A用长为10cm的轻质绝缘细线悬挂于O点，另一带电量未知的小球B固定在O点正下方绝缘柱上（A、B均可视为点电荷）。当小球A平衡时，恰好与B处在同一水平线上，此时细线与竖直方向的夹角 θ=37? 。已知重力加速度 g=10m/s2 ，静电力常量 k=9.0×109N?m2/C2 ，求：
（1）小球A受到的静电力大小；
（2）小球B的电荷量。
22.如图所示，匀强电场方向斜向右上方与水平线间夹角θ=30°，电场强度为E，质量为m、电荷量为q= mgE 的带负电小球，以初速度v0开始运动，初速度方向与电场方向一致。
（1）为使小球做匀速直线运动，应对小球施加的恒力F1的大小和方向（用m，g表示）；
（2）满足第1问条件下，小球在一段时间内电势能的变化量与重力势能变化量的比值？
23.如图所示：把质量为5kg铁块放在倾角为 θ=37° 度的静止斜面上，铁块与斜面间的动摩擦因数 μ=0.625 ，放手后开始计时，铁块能自动沿斜面由静止下滑。则(重力加速度为 g=10ms2 、 sin37°=0.6 、 cos37°=0.8 )
（1）铁块在斜面上下滑时受到合力的大小；
（2）放手后开始计时，铁块在斜面上下滑3s的时间内铁块的位移大小。
24.如图所示，半径为 R 的光滑圆环竖直放置，直径 MN 为竖直方向，环上套有两个小球 A 和 B， A、 B 之间用一长为 3 R 的轻杆相连，小球可以沿环自由滑动，开始时杆处于水平状态，已知 A 的质量为 m， 重力加速度为 g．
（1）若 B 球质量也为 m，求开始时杆对 B 球的弹力大小；
（2）若 B 的质量为 3m，由静止释放轻杆，求 B 球由初始位置到达N 点的过程中，轻杆对 B 球所做的功．
参考答案
1. C 2. D 3. A 4. D 5. C 6. D 7. A 8. D 9. C 10. A 11. B 12. D 13. D 14. B 15. A 16. D 17. A 18. C 19. D 20. A
21.【答案】 （1）解：对小球A受力分析，有重力、绳子的拉力和小球B对A的静电力。小球处于静止状态，由力的平衡条件可得 F静=mgtanθ=1.5×10?3N
（2）解：根据库仑定律可得 F静=kqBqr2
根据几何关系可得 r=lsinθ=6cm
则 qB=2×10?7C
【解析】（1）小球A在电场力的作用下静止，利用小球A的平衡方程可以求出电场力的大小；
（2）利用库仑定律结合两个小球的距离大小可以求出小球B的电荷量大小。
22.【答案】 （1）解：欲使小球做匀速直线运动，必须使其合外力为0，如图所示
设对小球施加的力F1和水平方向夹角为α，则F1?cosα=qE cosθ
F1?sinα=qE sinθ+mg
解得α=60°
F1= 3 mg
（2）解：设经过时间t，则小球沿电场线方向的位移x=v0t
则电势能变化量 Ep电=qEx=mgv0t
重力势能的变化量 Ep重=mgxsin30?=12mgv0t
小球在一段时间内电势能的变化量与重力势能变化量的比值为2:1
【解析】（1）利用小球的平衡方程可以求出恒力的大小和方向；
（2）利用位移公式结合重力和电场力的大小可以求出电势能和重力势能的变化量。
23.【答案】 （1）解：设：铁块受到的重力为 G=mg=50N 。
铁块在垂直斜面方向上受力平衡，有： FN=mgcosθ
铁块在平行斜面方向上受到合力 F ，则有： F=mgsinθ?μmgcosθ
因为铁块与斜面间为滑动摩擦力，有： Fμ=μFN
由以上三式得： F=5N
（2）解：设：铁块在斜面上的加速度为 a ，由牛顿第二定律有 F=ma
解得： a=1m/s2
铁块在3s内的位移为： x=12at2=4.5m
【解析】（1）对物体进行受力分析，在沿斜面方向和垂直于斜面两个方向上分解，应用平衡方程求解合力大小；
（2）在沿斜面方向利用牛顿第二定律求解物体的加速度，结合运动学公式求解位移。
24.【答案】 （1）解：设杆对B的弹力为 N1 ，B球的受力分析如图所示，由图可知：
cosθ=32RR=32
解得： θ=30°
而 tanθ=mgN1
解得： N1=3mg
（2）解：设B球来到N点时，A、B的速度分别为 vA 、 vB ，由图的几何关系可得A球上升的高度为：
?1=3Rcosθ?R(1?sinθ)=R
B球下降的高度 ?2=R(1?sinθ)=12R
对系统由机械能守恒定律可得： 3mg?2?mg?1=123mvB2+12mvA2
又由： vAsin30°=vBsin30°
对B球的运动过程，由动能定理可得： 3mg?2+W=122mvB2
联立以上格式，解得： W=?98mgR
【解析】( 1 )两球组成的系统机械能守恒，由系统的机械能守恒和两球速率相等的关系列式，求出B球到达N点时的速度。
( 2 )对B球，运用动能定理求解轻杆对B球做的功。