2019-2020年新教材高中物理 課時(shí)分層作業(yè)11 力的平衡 平衡條件的應(yīng)用（含解析）魯科版必修1

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1、課時(shí)分層作業(yè)(十一)　 (時(shí)間：40分鐘　分值：100分) [合格基礎(chǔ)練] 一、選擇題(本題共6小題，每小題6分，共36分) 1．物體受到與水平方向成30°角的拉力F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F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 C　[物體受四個(gè)力的作用，如圖所示，由于物體做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，由平衡條件知，力F的水平分量與摩擦力f大小相等、方向相反，故兩力的合力豎直向上，大小等于F在豎直方向上的分量，C正確．] 2．(多選)下列運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目中的運(yùn)動(dòng)員處于平衡狀態(tài)的是(　　) A．體操

2、運(yùn)動(dòng)員雙手握住單杠吊在空中不動(dòng)時(shí) B．蹦床運(yùn)動(dòng)員在空中上升到最高點(diǎn)時(shí) C．舉重運(yùn)動(dòng)員在舉起杠鈴后不動(dòng)的那段時(shí)間內(nèi) D．游泳運(yùn)動(dòng)員仰臥在水面靜止不動(dòng)時(shí) ACD　[物體處于平衡狀態(tài)的條件是a＝0，B項(xiàng)中運(yùn)動(dòng)員在最高點(diǎn)時(shí)v＝0，而a≠0，故不是處于平衡狀態(tài)，B錯(cuò)誤，A、C、D正確．] 3．(多選)下列物體的設(shè)計(jì)中能增大穩(wěn)度的是(　　) A．不倒翁的下部填充實(shí)物，上部空殼 B．賽車(chē)有一副“身矮輪寬”的怪模樣 C．凳子將四條腿改為三條腿 D．船的兩頭尖，中間寬 AB　[不倒翁的結(jié)構(gòu)能降低重心，從而增大穩(wěn)度，A正確；賽車(chē)的寬輪胎能增大接觸面，從而增大穩(wěn)度，B正確；C、D不能增大穩(wěn)度．]

3、 4．如圖所示，一光滑斜面固定在地面上，重力為G的物體在一水平推力F的作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)．若斜面的傾角為θ，則 (　　) A．F＝Gcos θ B．F＝Gsin θ C．物體對(duì)斜面的壓力N＝Gcos θ D．物體對(duì)斜面的壓力N＝ D　[物體受力如圖所示： 根據(jù)平衡條件，F(xiàn)、N′的合力與重力等大反向，則有F＝Gtan θ，N＝N′＝，故只有D選項(xiàng)正確．] 5．如圖所示，物塊A放在傾斜的木板上，已知木板的傾角α分別為30°和45°時(shí)物塊所受摩擦力的大小恰好相同，則物塊和木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為(　　) A．　　　　 B． C． D． C　[由題意可以判斷出，

4、當(dāng)傾角α＝30°時(shí)，物塊受到的摩擦力是靜摩擦力，大小為f1＝mgsin 30°，當(dāng)α＝45°時(shí)，物塊受到的摩擦力為滑動(dòng)摩擦力，大小為f2＝μN(yùn)＝μmgcos 45°，由f1＝f2解得μ＝，C正確．] 6.兩個(gè)物體A和B，質(zhì)量分別為M和m，用跨過(guò)定滑輪的輕繩相連，A靜止于水平地面上，如圖所示，不計(jì)摩擦力，A對(duì)繩的作用力的大小與地面對(duì)A的作用力的大小分別為(　　) A．mg，(M－m)g B．mg，Mg C．(M－m)g，Mg D．(M－m)g，(M－m)g A　[先研究B，B受重力mg和繩的拉力T，B處于平衡狀態(tài)，故T＝mg，即B對(duì)繩的拉力大小等于mg.再分析繩受力，A拉繩的力與

5、B拉繩的力是一對(duì)平衡力，因此A對(duì)繩的作用力的大小也是mg.再分析A，A受向下的重力Mg，繩、地面對(duì)A的向上的力為T(mén)′、N，列平衡方程得T′＋N＝Mg，所以N＝Mg－T′，即N＝(M－m)g.] 二、非選擇題(14分) 7．如圖所示，重為500 N的人通過(guò)跨過(guò)定滑輪的輕繩牽引重為200 N的物體，當(dāng)繩與水平面成60°角時(shí)，物體靜止．不計(jì)滑輪與繩的摩擦，求地面對(duì)人的支持力和摩擦力的大?。? [解析]　人與物體靜止，所受合力皆為零，對(duì)物體受力分析得，繩的拉力F1＝200 N；對(duì)人受力分析，人受四個(gè)力作用，重力G、拉力F1、支持力N、摩擦力f，根據(jù)平衡條件可得： 水平方向：f＝F1cos 6

6、0°＝200×N＝100 N， 豎直方向：N＝G－F1sin 60°＝N＝100(5－)N. [答案]　100(5－)N　100 N [等級(jí)過(guò)關(guān)練] 一、選擇題(本題共4小題，每小題6分，共24分) 1．如圖所示，一輕繩的兩端分別固定在不等高的A、B兩點(diǎn)，現(xiàn)用另一輕繩將一物體系于O點(diǎn)，設(shè)輕繩AO、BO相互垂直，與水平線(xiàn)的夾角分別為α、β，α＞β，且兩繩中的拉力分別為FA、FB，物體受到的重力為G，下列表述正確的是(　　) A．FA一定大于G B．FA一定大于FB C．FA一定小于FB D．FA與FB大小之和一定等于G B　[對(duì)物體受力分析如圖所示，由三力平衡的知識(shí)可知，

7、FA、FB的合力大小等于G，方向豎直向上，F(xiàn)A＝Gsin α，F(xiàn)B＝Gsin β.故FA一定小于G，A錯(cuò)誤；因?yàn)棣粒睛?，故FA一定大于FB，B正確，C錯(cuò)誤；FA與FB大小之和一定大于G，D錯(cuò)誤．] 2．如圖所示，質(zhì)量為m的木塊A放在斜面體B上，若A和B沿水平方向以相同的速度v0一起向左做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，則A和B之間的相互作用力大小為(　　) A．mg B．mgsin θ C．mgcos θ D．0 A　[選取A為研究對(duì)象，因?yàn)锳水平向左做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，所以其所受力的合力為零，斜面體B對(duì)A的作用力與A的重力等大反向，故A和B之間的相互作用力大小為mg，故A選項(xiàng)正確．] 3．(多選)將

8、小船用繩索拉向岸邊，如圖所示，設(shè)船在水中運(yùn)動(dòng)時(shí)水的阻力大小不變，那么在小船勻速靠岸的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是 (　　) A．繩子的拉力T增大 B．繩子的拉力T不變 C．船的浮力減小 D．船的浮力增大 AC　[小船受四個(gè)力的作用而勻速前進(jìn)． 水平方向：F′＝Tcos θ， 豎直方向：Tsin θ＋F?。絤g 當(dāng)θ角增大時(shí)，由于阻力F′不變，則拉力T增大，浮力F浮減小．] 4．(多選)如圖所示，質(zhì)量分別為m1、m2的兩個(gè)物體通過(guò)輕彈簧連接，在力F的作用下一起沿水平方向做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)(m1在地面上，m2在空中)，力F與水平方向成θ角．則m1所受支持力N和摩擦力f正確的是(　　)

9、 A．N＝m1g＋m2g－Fsin θ B．N＝m1g＋m2g－Fcos θ C．f＝Fcos θ D．f＝Fsin θ AC　[選整體為研究對(duì)象，在水平方向整體受摩擦力f和F在水平方向的分力，根據(jù)平衡條件得f＝Fcos θ，所以選項(xiàng)C正確，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；在豎直方向受支持力N、重力和F在豎直方向的分力，根據(jù)平衡條件得N＝m1g＋m2g－Fsin θ，所以選項(xiàng)A正確，選項(xiàng)B錯(cuò)誤．] 二、非選擇題(本題共2小題，共26分) 5．(13分)如圖所示，質(zhì)量為m的物體在水平力F的作用下，沿傾角為α的粗糙斜面向上做勻速運(yùn)動(dòng)，已知物體與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，試求水平力F的大小． [

10、解析]　以質(zhì)量為m的這個(gè)物體為研究對(duì)象，它做勻速運(yùn)動(dòng)，處于平衡狀態(tài)．對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析，該物體受四個(gè)力作用，分別是重力mg、斜面的摩擦力f、斜面的支持力N、水平力F，受力分析如圖所示． 按圖所示建立平面直角坐標(biāo)系，根據(jù)平衡條件建立平衡方程 Fcos α－mgsin α－f＝0 N－mgcos α－Fsin α＝0 f＝μN(yùn) 聯(lián)立以上三個(gè)方程，解得 F＝mg. [答案]　mg 6．(13分)風(fēng)箏(如圖甲所示)是借助于風(fēng)對(duì)其作用力和牽線(xiàn)對(duì)其拉力的作用，才得以在空中處于平衡狀態(tài)的．如圖乙所示風(fēng)箏平面AB與水平面的夾角為30°，牽線(xiàn)與風(fēng)箏平面AB的夾角為53°，風(fēng)箏質(zhì)量為300 g，求風(fēng)對(duì)風(fēng)箏的作用力的大?。?設(shè)風(fēng)對(duì)風(fēng)箏的作用力與風(fēng)箏平面垂直，g取10 m/s2) 甲　　　　　　　　　　乙 [解析]　風(fēng)箏平衡時(shí)共受到三個(gè)力作用，即重力mg、風(fēng)對(duì)它的作用力F和牽線(xiàn)對(duì)它的拉力T，如圖所示．以AB方向?yàn)閤軸方向，F(xiàn)方向?yàn)閥軸方向，建立平面直角坐標(biāo)系，將重力和拉力T正交分解，即可求得F的大小． 沿x軸方向：mgsin 30°－Tsin 37°＝0， 解得T＝mg＝2.5 N 沿y軸方向： F＝Tcos 37°＋mgcos 30°＝N＝4.6 N. [答案]　4.6 N - 7 -