高中物理 第4章 物體的平衡 1 共點(diǎn)力作用下物體的平衡學(xué)業(yè)分層測(cè)評(píng) 教科版必修1

1 共點(diǎn)力作用下物體的平衡 (建議用時(shí)：45分鐘) 學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)1(2016資陽檢測(cè))下列物體中處于平衡狀態(tài)的是()AF1賽道上汽車剛啟動(dòng)的一瞬間B物體做自由落體運(yùn)動(dòng)剛開始下落的一瞬間C運(yùn)動(dòng)員撐桿跳到最高點(diǎn)的一瞬間D停在斜面上的汽車【解析】A、B、C中物體的瞬時(shí)速度為零但加速度不是零，不是平衡狀態(tài)，D項(xiàng)中物體靜止處于平衡狀態(tài)，故選D.【答案】D2(多選)下面關(guān)于共點(diǎn)力的平衡與平衡條件的說法正確的是()A物體所受的合外力為零時(shí)不一定處于平衡狀態(tài)B物體的速度方向改變時(shí)，物體可能處于平衡狀態(tài)C物體處于平衡狀態(tài)時(shí)，所受合力一定為零D物體處于平衡狀態(tài)時(shí)不一定靜止【解析】共點(diǎn)力作用下物體的平衡狀態(tài)是物體處于靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)，即F合0，a0的狀態(tài)，故C、D正確【答案】CD3(2016揚(yáng)州一中檢測(cè))如圖413所示，處于水平面上的物體受沿右上方的傾斜拉力F的作用處于靜止則物體受到的靜摩擦力f與拉力F的合力方向必()圖413A斜向右上方B豎直向上C斜向左上方D無法確定【解析】以物體為研究對(duì)象，它受到四個(gè)力作用：重力G、拉力F、地面支持力N、靜摩擦力f，由平衡條件知四個(gè)力的合力為零，說明f與F的合力方向必豎直向上，方可保持與G和N的合力相平衡【答案】B4如圖414所示，某人靜躺在椅子上，椅子的靠背與水平面之間有固定傾斜角.若此人所受重力為G，則椅子各部分對(duì)他的作用力的合力大小為()圖414AGBGsin CGcos DGtan 【解析】運(yùn)用力的平衡條件，可求得椅子對(duì)人的作用力選人為研究對(duì)象，人受到重力和椅子各部分對(duì)他的作用力的合力，根據(jù)力的平衡條件可知，椅子對(duì)他的作用力的合力與重力等大、反向，故選項(xiàng)A正確【答案】A5某物體受到四個(gè)力的作用而處于靜止?fàn)顟B(tài)，保持其中三個(gè)力的大小和方向均不變，使另一個(gè)大小為F的力方向轉(zhuǎn)過90，則欲使物體仍能保持靜止?fàn)顟B(tài)，必須再加上一個(gè)大小為多少的力()AFB.FC2FD3F【解析】物體受到四個(gè)力的作用而處于靜止?fàn)顟B(tài)，由物體的平衡條件可知，力F與另三個(gè)力的合力一定等大反向，當(dāng)力F轉(zhuǎn)過90時(shí)，力F與另三個(gè)力的合力大小為F，因此，欲使物體仍能保持靜止?fàn)顟B(tài)，必須再加一個(gè)大小為F的力，故只有B正確【答案】B6(2016安陽高一檢測(cè))如圖415所示，一質(zhì)量為m的沙袋用不可伸長的輕繩懸掛在支架上，一練功隊(duì)員用垂直于繩的力將沙袋緩慢拉起使繩與豎直方向的夾角為30，且繩繃緊，則練功隊(duì)員對(duì)沙袋施加的作用力大小為()圖415A. B.mgC.mg D.mg【解析】如圖建立直角坐標(biāo)系對(duì)沙袋進(jìn)行受力分析有：由平衡條件有：Fcos 30Tsin 300Tcos 30Fsin 30mg0聯(lián)立可解得： F故選A.【答案】A7(多選)如圖416所示，物體P靜止于固定的斜面上，P的上表面水平現(xiàn)把物體Q輕輕地疊放在P上，則()圖416AP向下滑動(dòng)BP靜止不動(dòng) CP所受的合外力增大DP與斜面間的靜摩擦力增大【解析】物體P處于靜止?fàn)顟B(tài)，把物體Q輕輕地疊放在P上時(shí)，P、Q仍處于靜止?fàn)顟B(tài)根據(jù)共點(diǎn)力的平衡條件解決問題設(shè)斜面傾角為，P、Q的質(zhì)量分別為M、m，因物體P靜止于固定的斜面上，則動(dòng)摩擦因數(shù)tan ，所受合外力F10，靜摩擦力f1Mgsin ，把物體Q輕輕地疊放在P上，選整體為研究對(duì)象，則(Mm)gsin (Mm)g cos ，故P、Q仍處于靜止?fàn)顟B(tài)P所受的合外力F20，即F1F2，P與斜面間的靜摩擦力f2(Mm)gsin >f1，故選項(xiàng)B、D正確，選項(xiàng)A、C錯(cuò)誤如果將P、Q兩物體視為一個(gè)整體，則更容易得正確的選項(xiàng)為B、D.【答案】BD8. (2016自貢期中)一種磁性吸盤，原理是利用磁極的相互作用將物體牢固地吸在鐵板上，但可在鐵板的平面內(nèi)移動(dòng)如圖417所示是用這種吸盤將電燈吸附在鐵皮做的天花板上，以便燈可以移動(dòng)到任何需要的地方已知燈和吸盤共重10 N，磁鐵和鐵皮間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.4，磁鐵對(duì)鐵皮的吸引力為30 N，那么在勻速移動(dòng)該燈時(shí)需要對(duì)吸盤施加的水平力的大小為多少？圖417【解析】對(duì)燈和吸盤整體受力分析如圖所示根據(jù)共點(diǎn)力的平衡條件得F吸NG，F(xiàn)f.又fN，由以上三式代入數(shù)據(jù)解得F8 N.【答案】8 N能力提升9.如圖418所示，一重為8 N的球固定在AB桿的上端，今用彈簧測(cè)力計(jì)水平拉球，使桿發(fā)生彎曲，此時(shí)測(cè)力計(jì)的示數(shù)為6 N，則AB桿對(duì)球作用力的大小為()圖418A6 NB8 NC10 ND12 N【解析】小球受重力mg、彈簧測(cè)力計(jì)的水平拉力F和桿的彈力N處于平衡狀態(tài)，其合力為零，故N N10 N，C正確【答案】C10(2016瀘州期中)質(zhì)量為m的木塊在推力F作用下，在水平地面上做勻速運(yùn)動(dòng)，如圖419所示，已知木塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，那么木塊受到的滑動(dòng)摩擦力應(yīng)為下列各值的哪個(gè)()圖419AmgB(mgFsin )C(mgFsin )DFcos 【解析】木塊勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)受四個(gè)力的作用：重力mg、支持力N、摩擦力f、推力F.沿水平方向建立x軸，將F進(jìn)行正交分解(如圖所示，這樣建立只需分解F)由于木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)，所以在x軸上，向左的力等于向右的力(水平方向二力平衡)；在y軸上向上的力等于向下的力(豎直方向上受力平衡)即Fcos f，又NmgFsin ，fN，得f(mgFsin )【答案】BD11.如圖4110所示，質(zhì)量為m，橫截面為直角三角形的物塊ABC，ABC，AB邊靠在豎直墻上，AB與墻之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，F(xiàn)是垂直于斜面BC的推力，現(xiàn)物塊剛好靜止不動(dòng)，求推力F的大小(認(rèn)為物塊與墻之間為最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力)圖4110【解析】由于物塊剛好靜止，物塊與墻之間為最大靜摩擦力，可認(rèn)為是滑動(dòng)摩擦力，由平衡條件得：在x軸方向：NFcos 在y軸方向：mgFsin f，fN由以上兩式得：F.【答案】12(2016渭南高一期末)如圖4111所示，輕彈簧AB原長為35 cm，A端固定于一個(gè)放在傾角為30的斜面、重50 N的物體上，手執(zhí)B端，使彈簧與斜面平行，當(dāng)彈簧和物體沿斜面勻速下滑時(shí)，彈簧長變?yōu)?0 cm；當(dāng)勻速上滑時(shí)，彈簧長變?yōu)?0 cm.求：圖4111(1)彈簧的勁度系數(shù)k；(2)物體跟斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù).【解析】當(dāng)彈簧和物體沿斜面勻速下滑時(shí)，物體受力情況如圖甲所示：甲由平衡條件得：F1fGsin 30NGcos 30，fN而F1k(0.40.35)0.05k當(dāng)彈簧和物體沿斜面勻速上滑時(shí)，物體受力情況如圖乙所示：乙由平衡條件得：F2Gsin 30f而NGcos 30，fNF2k(0.50.35)0.15k以上各式聯(lián)立求得：k250 N/m，.【答案】(1)250 N/m(2)