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
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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)