優(yōu)化方案2020高中物理 第四章 物體的平衡 第1節(jié) 共點(diǎn)力作用下物體的平衡分層演練鞏固落實(shí) 教科版必修1

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1、共點(diǎn)力作用下物體的平衡 [隨堂達(dá)標(biāo)] 1．(多選)下列各組共點(diǎn)力作用在一個(gè)物體上，可以使物體保持平衡的是(　　) A．3 N、4 N、10 N　　　　 B．2 N、3 N、5 N C．10 N、10 N、10 N D．2 N、3 N、4 N 答案：BCD 2．下列說(shuō)法正確的是(　　) A．物體靜止在水平桌面上，它肯定不受任何力的作用 B．物體由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，必定是受到了外力的作用 C．物體向東運(yùn)動(dòng)，必定受到向東的力的作用 D．物體運(yùn)動(dòng)得越來(lái)越慢，必定是受到了外力的作用 解析：選BD.物體靜止于水平桌面上，是因?yàn)槲矬w受到的合外力為零，并非物體不受任何力的作用，選項(xiàng)A錯(cuò)

2、誤；由牛頓第一定律知，當(dāng)物體不能繼續(xù)保持勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，物體必定受到了不為零的力的作用，這個(gè)不為零的外力迫使物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生了變化，所以選項(xiàng)B、D正確；由于物體向東運(yùn)動(dòng)時(shí)，可能是做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，這時(shí)物體所受合外力為零，所以C錯(cuò)誤． 3．物體受到與水平方向成30°角的拉力T的作用，向左做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，如圖所示，則物體受到的拉力T與地面對(duì)物體的摩擦力的合力的方向是(　　) A．向上偏左 B．向上偏右 C．豎直向上 D．豎直向下 解析：選C.物體受重力mg、拉力T、支持力N和摩擦力f共同作用處于平衡狀態(tài)，則四個(gè)力的合力為零，即有f與T的合力的大小等于重力和支持力的

3、合力的大小，方向相反． 4．共點(diǎn)的五個(gè)力平衡，則下列說(shuō)法中不正確的是(　　) A．其中四個(gè)力的合力與第五個(gè)力等大反向 B．其中三個(gè)力的合力與其余的兩個(gè)力的合力等大反向 C．五個(gè)力的合力為零 D．撤去其中的三個(gè)力，物體一定不平衡 解析：選D.當(dāng)物體在共點(diǎn)力作用下平衡時(shí)，任何一個(gè)力與其余力的合力等大反向，故A、B對(duì)．共點(diǎn)力平衡的條件是合外力為零，故C對(duì)．撤去其中的三個(gè)力后，若剩下的兩個(gè)力等大反向，則物體仍處于平衡狀態(tài)，故D錯(cuò)． 5．雜技表演的安全網(wǎng)如圖甲所示，網(wǎng)繩的結(jié)構(gòu)為正方形格子，O、a、b、c、d等為網(wǎng)繩的結(jié)點(diǎn)，安全網(wǎng)水平張緊后，質(zhì)量為m的運(yùn)動(dòng)員從高處落下，恰好落在O點(diǎn)上，該處下

4、凹至最低點(diǎn)時(shí)，網(wǎng)繩dOe、bOg均為120°張角，如圖乙所示，此時(shí)O點(diǎn)受到向下的沖擊力大小為2F，則這時(shí)O點(diǎn)周?chē)扛W(wǎng)繩承受的張力大小為(　　) A．F　　　　　　　　 B. C．2F＋mg D. 解析：選A.每根繩子的拉力為T(mén)，則每根繩子的拉力在豎直方向的分量為：Tcos 60°，由平衡知識(shí)可知：2F＝4Tcos 60°，解得：T＝F，故選項(xiàng)A正確． [課時(shí)作業(yè)] 一、單項(xiàng)選擇題 1．關(guān)于平衡狀態(tài)，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．豎直上拋的物體到達(dá)最高點(diǎn)，物體處于平衡狀態(tài) B．木板靜止在斜面體的斜面上，隨斜面體一起向右勻速運(yùn)動(dòng)，木塊處于平衡狀態(tài) C．木板放在斜面體的斜

5、面上，隨斜面體一起向右勻加速運(yùn)動(dòng)，木塊處于平衡狀態(tài) D．靜止在勻加速運(yùn)動(dòng)的列車(chē)內(nèi)的水平桌面上的杯子，處于平衡狀態(tài) 解析：選B.豎直上拋運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)最高點(diǎn)時(shí)，速度為零，合外力為重力，不是平衡狀態(tài)，故A錯(cuò)誤；木塊與斜面體相對(duì)靜止，整體做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，木塊處于平衡狀態(tài)，故B正確；木塊與斜面體相對(duì)靜止，整體做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，木塊也具有加速度，不處于平衡狀態(tài)，故C錯(cuò)誤；列車(chē)、桌子與杯子整體做勻加速運(yùn)動(dòng)，杯子也具有加速度，不處于平衡狀態(tài)，故D錯(cuò)誤． 2．某物體在四個(gè)共點(diǎn)力作用下處于平衡狀態(tài)，若F4的方向沿逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)過(guò)60°角，但其大小保持不變，其余三個(gè)力的大小和方向均保持不變，此時(shí)物體受到的合力的大小

6、為(　　) A．0 B.F4 C．F4 D．2F4 解析：選C.根據(jù)力的平衡條件合力為零可知：其余三個(gè)力的合力大小與F4大小相同，方向與F4的方向相反，F(xiàn)4的方向沿逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)過(guò)60°角后，合力為F＝2F4cos 60°＝F4，故選C. 3．搬運(yùn)工用磚卡搬磚頭時(shí)，磚卡對(duì)磚頭的水平作用力為F，如圖所示，每塊磚的質(zhì)量為m，設(shè)所有接觸面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ，則第二塊磚對(duì)第三塊磚的摩擦力大小為(　　) A. B. C．μF D．2mg 解析：選A.先整體分析，將五塊磚作為一個(gè)整體可知，磚塊1的左側(cè)面和磚塊5的右側(cè)面所受摩擦力大小相等，均為mg，方向均為豎直向上．然后將

7、磚塊1、2作為一個(gè)小的整體隔離出來(lái)，則它們受三個(gè)力的作用，重力2mg、磚卡對(duì)它們向上的摩擦力mg、磚塊3對(duì)它們的摩擦力．物體在三個(gè)力作用下處于平衡狀態(tài)，因此，第二塊磚和第三塊磚之間的摩擦力為，故A正確． 4．如圖所示，兩根等長(zhǎng)的輕繩將日光燈懸掛在天花板上，兩繩與豎直方向的夾角都為45°，日光燈保持水平，所受重力為G，左右兩繩的拉力大小分別為(　　) A．G和G B.G和G C.G和G D.G和G 解析：選B.根據(jù)對(duì)稱(chēng)性知兩繩拉力大小相等，設(shè)為F，日光燈處于平衡狀態(tài)，由2Fcos 45°＝G解得F＝G，B項(xiàng)正確． ☆5.疊羅漢是一種二人以上層層疊成各種造型的游戲娛樂(lè)形式

8、，也是一種高難度的雜技．圖示為六人疊成的三層靜態(tài)造型，假設(shè)每個(gè)人的重力均為G，下面五人的背部均呈水平狀態(tài)，則最底層正中間的人的一只腳受到水平地面的支持力約為(　　) A.G B.G C.G D.G 解析：選C.設(shè)最底層的人對(duì)中間兩人每只腳的支持力為F1，對(duì)上面三人由平衡條件可得4F1＝3G，故F1＝G.設(shè)最底層中間的人每只腳受到的支持力為F2，由平衡條件得G＋2F′1＝2F2，其中F′1為F1的反作用力，解得F2＝G，C正確． ☆6.如圖所示，吊環(huán)運(yùn)動(dòng)員將吊繩與豎直方向分開(kāi)相同的角度，重力大小為G的運(yùn)動(dòng)員靜止時(shí)，左邊繩子張力為T(mén)1，右邊繩子張力為T(mén)2.則下列說(shuō)法正確的是(　　)

9、 A．T1和T2是一對(duì)作用力與反作用力 B．運(yùn)動(dòng)員兩手緩慢撐開(kāi)時(shí)，T1和T2都會(huì)變小 C．T2一定大于G D．T1＋T2＝G 解析：選B.T1和T2是兩邊繩子作用在吊環(huán)上的力，不是一對(duì)作用力與反作用力，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；因T1和T2的合力等于G，故當(dāng)運(yùn)動(dòng)員兩手緩慢撐開(kāi)時(shí)，繩子與豎直方向的夾角減小，故T1和T2都會(huì)變小，選項(xiàng)B正確；因繩子與豎直方向的夾角不確定，故T2與G的關(guān)系不能確定，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；T1和T2的矢量和等于G，故T1＋T2＝G只在當(dāng)繩子與豎直方向夾角為零時(shí)才是成立的，選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 二、多項(xiàng)選擇題 7．如圖所示，一個(gè)質(zhì)量m＝2.0 kg的物體放在傾角θ＝30°的斜面上靜止

10、．若用豎直向上的力F＝5 N提物體，物體仍然靜止(g＝10 m/s2)．則下列敘述中正確的是(　　) A．物體受到的摩擦力減少5 N B．物體受到的摩擦力減少2.5 N C．物體施加給斜面的合力減少5 N D．物體施加給斜面的合力減少2.5 N 解析：選BC.用豎直向上的5 N的力提物體，相當(dāng)于物體的重力減小5 N，所以物體對(duì)斜面的作用力(合力)減小5 N；重力沿斜面向下的分力減小2.5 N，物體仍平衡，則物體受到的摩擦力減小2.5 N，所以B、C正確． 8．如圖所示，用兩根細(xì)線(xiàn)把A、B兩小球懸掛在天花板上的同一點(diǎn)O，并用第三根細(xì)線(xiàn)連接A、B兩小球，然后用某個(gè)力F作用在小球

11、A上，使三根細(xì)線(xiàn)均處于直線(xiàn)狀態(tài)，且OB細(xì)線(xiàn)恰好沿豎直方向，兩小球均處于靜止?fàn)顟B(tài)，則該力可能為圖中的(　　) A．F1　　　　　　　　 B．F2 C．F3 D．F4 解析：選BC.OB細(xì)線(xiàn)豎直隱含著重要條件：細(xì)線(xiàn)BA中的拉力為零．所以A球受到OA細(xì)線(xiàn)的拉力、自身重力、某外力F三個(gè)力而處于平衡狀態(tài)．故B、C兩項(xiàng)正確． 9．如圖所示，質(zhì)量均為m的甲、乙兩同學(xué)，分別靜止于水平地面的臺(tái)秤P、Q上，他們用手分別豎直牽拉一只彈簧測(cè)力計(jì)的兩端，穩(wěn)定后彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為F，若彈簧測(cè)力計(jì)的質(zhì)量不計(jì)，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．甲受到的拉力大于F，乙受到的拉力小于F B．臺(tái)秤P的讀數(shù)等于mg＋

12、F C．臺(tái)秤Q的讀數(shù)為mg－2F D．兩臺(tái)秤的讀數(shù)之和為2mg 解析：選BD.由于穩(wěn)定時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為F，而彈簧測(cè)力計(jì)的質(zhì)量不計(jì)，甲受到的拉力與乙受到的拉力大小相等，均為F，故A錯(cuò)誤；臺(tái)秤P的讀數(shù)大小等于P對(duì)甲的支持力大小，對(duì)甲受力分析如圖甲所示，由平衡條件知N甲＝F＋mg，故B正確；同理，臺(tái)秤Q的讀數(shù)大小等于Q對(duì)乙的支持力大小，乙受力如圖乙所示，N乙＝mg－F，故C錯(cuò)誤；兩臺(tái)秤的讀數(shù)之和N甲＋N乙＝F＋mg－F＋mg＝2mg，故D正確． 10．A、B、C三個(gè)相同的圓柱體，如圖所示，放在水平面上，它們均處于靜止?fàn)顟B(tài)，則(　　) A．A、B、C所受的合力一定相等 B．如果

13、圓柱體光滑，它們不可能平衡 C．B、C所受合外力大于A所受的合外力 D．B、C對(duì)A的作用力的合力一定豎直向上 解析：選ABD.物體A、B、C均處于靜止?fàn)顟B(tài)，所受的合力均為零，A正確，C錯(cuò)誤；B、C對(duì)A的作用力的合力一定與A球的重力等大反向，D正確；如圓柱體光滑，A對(duì)B的壓力在水平方向的分力將使B圓柱體水平向左移動(dòng)，同理C向右移動(dòng)，從而使A落下，所以它們均不可能平衡，B正確． 三、非選擇題 11. 如圖所示，質(zhì)量為m的物體在恒力F作用下沿天花板做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，物體與天花板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，則物體受到的摩擦力大小為多少？ 解析：物體受力分析如圖所示，由于物體勻速運(yùn)動(dòng)， 由

14、平衡條件可知：在豎直方向上Fsin θ－N－mg＝0，在水平方向上Fcos θ－f＝0.并且f＝μN(yùn).可知f＝Fcos θ或f＝μ(Fsin θ－mg)． 答案：Fcos θ或μ(Fsin θ－mg) ☆12.如圖所示，質(zhì)量為M的直角三棱柱A放在水平地面上，三棱柱的斜面是光滑的，且斜面傾角為θ.質(zhì)量為m的光滑球放在三棱柱和光滑豎直墻壁之間，A和B都處于靜止?fàn)顟B(tài)，求地面對(duì)三棱柱的支持力和摩擦力各為多少？ 解析： 選取A和B整體為研究對(duì)象，它受到重力(M＋m)g，地面支持力N，墻壁的彈力F和地面的摩擦力f的作用，如圖甲所示，處于平衡狀態(tài)．根據(jù)平衡條件有： N－(M＋m)g＝0① F＝f② 由①解得N＝(M＋m)g 再以B為研究對(duì)象，它受到重力 mg，三棱柱對(duì)它的支持力N0，墻壁對(duì)它的彈力F的作用，如圖乙所示，處于平衡狀態(tài)．根據(jù)平 衡條件有： 豎直方向上：N0cos θ＝mg③ 水平方向上：N0sin θ＝F④ 由③④解得F＝mgtan θ 所以f＝F＝mgtan θ. 答案：(M＋m)g　mgtan θ