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  • 2021-06-02 发布

【物理】2020届一轮复习人教版共点力的平衡课时作业

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‎ 共点力的平衡 ‎                   ‎ 一、选择题(1~7为单项选择题,8~10为多项选择题)‎ ‎1.物体受到与水平方向成30°角的拉力FT的作用,向左做匀速直线运动,如图1所示,则物体受到的拉力FT与地面对物体的摩擦力的合力方向是(  )‎ 图1‎ A.向上偏左 B.向上偏右 C.竖直向上 D.竖直向下 答案 C ‎2.用三根轻绳将质量为m的物块悬挂在空中,如图2所示.已知ac和bc与竖直方向的夹角分别为30°和60°,则ac绳和bc绳中的拉力分别为(  )‎ 图2‎ A.mg,mg B.mg,mg C.mg,mg D.mg,mg 答案 A 解析 分析结点c的受力情况如图,设ac绳受到的拉力为F1、bc绳受到的拉力为F2,根据平衡条件知F1、F2的合力F与重力mg等大、反向,由几何知识得F1=Fcos 30°=mg F2=Fsin 30°=mg 选项A正确.‎ ‎3.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3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(  )‎ 图3‎ 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 解析 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.‎ ‎4.如图4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(  )‎ 图4‎ 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 解析 ‎ 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.‎ ‎5.如图5所示,将一个球放在两块光滑斜面板AB和AC之间,两板与水平面夹角是60°.现在使AB板固定,使AC板与水平面的夹角逐渐减小,则(  )‎ 图5‎ A.球对AC板的压力先增大后减小 B.球对AC板的压力逐渐减小 C.球对AC板的压力先减小后增大 D.球对AC板的压力逐渐增大 答案 C 解析 对球受力分析,如图所示,当使AC板与水平面的夹角逐渐减小,AC板运动过程中FB的方向不变,FC的大小和方向都变化,但是两者的合力恒等于球的重力,由矢量三角形可得FB逐渐减小,FC先减小后增大,选项C正确.‎ ‎6.如图6所示,可以视为质点的小球A、B被轻绳连接后,挂在光滑的圆柱上恰好处于静止状态,已知圆柱截面的圆心为O点,∠AOB=90°,OB与竖直方向的夹角α=30°,则A、B两球的质量之比为(  )‎ 图6‎ A.1∶2 B.∶2‎ C.1∶ D.∶1‎ 答案 C 解析 分别选A和B为研究对象受力分析如图所示.由图甲得FT=Fsin 60°=GAsin 60°=‎ mAg,由图乙得FT′=F′sin α=GBsin 30°=mBg,FT=FT′,综上解得mA∶mB=1∶,选项C正确.‎ ‎7.如图7所示,清洗楼房玻璃的工人常用一根绳索将自己悬在空中,工人及其装备的总重量为G,悬绳与竖直墙壁的夹角为α,悬绳对工人的拉力大小为FT,墙壁对工人的弹力大小为FN,不计工人与墙壁之间的摩擦.则(  )‎ 图7‎ A.FT=Gsin α B.FN=Gtan α C.若缓慢减小悬绳的长度,FT与FN的合力变大 D.若缓慢增大悬绳的长度,FT减小,FN增大 答案 B ‎8.如图8所示,用竖直挡板将小球夹在挡板和光滑斜面之间,若逆时针缓慢转动挡板,使其由竖直转至水平的过程中,以下说法正确的是(  )‎ 图8‎ A.挡板对小球的压力先增大后减小 B.挡板对小球的压力先减小后增大 C.斜面对小球的支持力先减小后增大 D.斜面对小球的支持力一直逐渐减小 答案 BD 解析 取小球为研究对象,小球受到重力G、挡板对小球的支持力FN1和斜面对小球的支持力FN2三个力作用,如图所示,FN1和FN2的合力与重力大小相等,方向相反,FN2总垂直接触面(斜面),方向不变,根据图解可以看出,在FN1方向改变时,其大小(箭头)只能沿PQ线变动.显然在挡板移动过程中,FN1先变小后变大,FN2一直减小.‎ ‎9.如图9所示,一个质量为3.0 kg的物体,放在倾角为θ=30°的斜面上静止不动.若用竖直向上的力F=5.0 N提物体,物体仍静止,下述结论正确的是(g=10 m/s2)(  )‎ 图9‎ A.物体受到的摩擦力减小2.5 N B.斜面对物体的作用力减小5.0 N C.物体受到的弹力减小5.0 N D.物体受到的合外力减小5.0 N 答案 AB 解析 未施加F时,对物体进行受力分析,如图甲所示 由平衡条件,得Ff=mgsin 30°=15 N FN=mgcos 30°=15 N 施加F后物体的受力情况如图乙所示 由平衡条件,得Ff′+Fsin 30°=mgsin 30°‎ Ff′=12.5 N FN′+Fcos 30°=mgcos 30°‎ FN′= N 即物体受到的摩擦力减小Ff-Ff′=2.5 N,‎ 弹力减小FN-FN′= N.‎ A正确,C错误;‎ 因物体仍静止,合外力仍为零,斜面对物体的作用力与mg和F的合力大小相等,方向相反,B正确,D错误.‎ ‎10.如图10,光滑水平面上放有截面为圆周的柱状物体A,A与墙面之间放一光滑的圆柱形物体B,对A施加一水平向左的力F,整个装置保持静止,若将A的位置向右移动少许,整个装置仍保持平衡,则(  )‎ 图10‎ A.水平外力F增大 B.墙对B的作用力减小 C.地面对A的支持力减小 D.B对A的作用力增大 答案 AD 解析 对物体B受力分析,受到重力mg、物体A对物体B的支持力FN′和墙面对B的支持力FN,如图:‎ 当物体A向右移动后,物体A对物体B的支持力FN′的方向不断变化,根据平衡条件结合合成法可以知道物体A对物体B的支持力FN′和墙面对物体B的支持力FN都在不断增大,‎ 故B错误,D正确;再对A和B整体受力分析,受到总重力G、地面支持力FN1、推力F和墙面的弹力FN,如图:‎ 根据平衡条件,有:F=FN,FN1=G,故地面的支持力不变,推力F随着墙面对物体B的支持力FN的不断增大而增大,故A正确,C错误.‎ 二、非选择题 ‎11.如图11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:‎ 图11‎ ‎(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.‎ 答案 (1)30 N (2)30 N 方向向左 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FN1=Gtan θ=40tan 37°=30 N ‎(2)斜面体对金属球的弹力为FN2==50 N 由斜面体平衡可知地面对斜面体的摩擦力大小为Ff=FN2sin 37°=30 N 摩擦力的方向向左.‎ ‎12.如图12所示,A、B的重力分别为9.2 N和6.4 N,各接触面间的动摩擦因数均为0.2,连接墙壁与A之间的细绳MN与水平方向夹角为37°,现从A下方向右匀速拉出B.求:(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)‎ 图12‎ ‎(1)此时绳MN对A的拉力大小为多少?‎ ‎(2)所需的水平拉力F为多大?‎ 答案 (1)2 N (2)4.48 N 解析 (1)对A,受力如图甲所示,根据平衡条件,有:‎ 水平方向:Ff1=μFN1=FTcos 37°①‎ 竖直方向:‎ GA=FN1+FTsin 37°②‎ 由①②并代入数据可求得FT=2 N,FN1=8 N.‎ ‎(2)对B受力分析如图乙所示,根据平衡条件得:‎ 竖直方向:FN2=FN1′+GB=FN1+GB=14.4 N 水平方向:F=Ff1′+μFN2=Ff1+μFN2=4.48 N.‎ ‎13.一物体置于粗糙的斜面上,给该物体施加一个平行于斜面的力,当此力为100 N且沿斜面向上时,物体恰能沿斜面向上匀速运动;当此力为20 N且沿斜面向下时,物体恰能在斜面上向下匀速运动,求施加此力前物体在斜面上受到的摩擦力.‎ 答案 40 N 解析 物体沿斜面向上运动时受力分析如图甲所示.‎ 甲 由共点力的平衡条件得 x轴:F1-Ff1-mgsin α=0,‎ y轴:mgcos α-FN1=0‎ 又Ff1=μFN1‎ 乙 物体沿斜面向下运动时受力分析如图乙所示.‎ 由共点力的平衡条件得 x轴:Ff2-F2-mgsin α=0,‎ y轴:mgcos α-FN2=0‎ 又Ff2=μFN2,Ff1=Ff2=Ff 以上各式联立得:‎ Ff1=Ff2=Ff= 代入数据得:Ff= N=60 N,mgsin α=40 N 当不施加此力时,物体受重力沿斜面向下的分力 mgsin α