【创新设计】2021学年高中物理 3-5 共点力的平衡条件规范训练 粤教版必修1

本资料为共享资料来自网络如有相似概不负责PAGE【创新设计】2020学年 高中物理 高中物理公式全高中物理教学评价办法高中物理竞赛牛顿定律1高中物理知识点总结高中物理必修2功率 （粤教版）必修一：3-5共点力的平衡条件(时间：60分钟)　　　　　　　　　　　　　　　　知识点一　平衡状态1．(单选)物体静止放置在粗糙斜面上，斜面对物体的作用力的方向是(　　)．A．垂直斜面向上B．可能沿斜面向下C．竖直向上D．无法判断解析　物体受三个力作用：重力G、斜面对物体的支持力F1和沿斜面向上的摩擦力F2，三力合力为零，F1和F2的合力F即斜面对物体的作用力与重力等值反向，所以F竖直向上，故正确答案为C.答案　C[2．(双选)下列物体中处于平衡状态的是(　　)．A．静止在粗糙斜面上的物体B．沿光滑斜面下滑的物体C．在平直路面上匀速行驶的汽车D．做自由落体运动的物体在刚开始下落的一瞬间解析　在共点力的作用下，物体如果处于平衡状态，则该物体必同时具有以下两个特点：从运动状态来说，物体保持静止或者匀速直线运动，加速度为零；从受力情况来说，合力为零．物体在某一时刻的速度为零，并不等同于这个物体保持静止，如果物体所受的合力不为零，它的运动状态就要发生变化，在下一个瞬间就不再是静止的了，所以物体是否处于平衡状态要由物体所受的合外力和加速度判断，而不能认为物体某一时刻速度为零就是处于平衡状态，本题的正确选项应为A、C.答案　AC知识点二　平衡条件应用3．(单选)如图3－5－10所示，一物块置于水平地面上．当用与水平方向成60°角的力F1拉物块时，物块做匀速直线运动；当改用与水平方向成30°角的力F2推物块时，物块仍做匀速直线运动．若F1和F2的大小相等，则物块与地面之间的动摩擦因数为(　　)图3－5－10A.eq\r(3)－1B．2－eq\r(3)C.eq\f(\r(3),2)－eq\f(1,2)D．1－eq\f(\r(3),2)解析　由平衡条件F合＝0，在F1拉物体时F1cos60°－μ(mg－F1sin60°)＝0①在F2推物体时，F2cos30°－μ(mg＋F2sin30°)＝0②由题意知，F1＝F2③由①②③联立解得：μ＝2－eq\r(3)，故选B.答案　B4．(双选)将重为20N的物体放在倾角为30°的粗糙斜面上，用力F作用于该物体上，物体处于静止状态，则(F方向沿斜面向上)(　　)．A．F＝5N时，物体受到的静摩擦力为5N，方向沿斜面向上B．F＝15N时，物体受到的静摩擦力为5N，方向沿斜面向上C．F＝10N时，物体受的静摩擦力为零D．无论F多大，物体总受到静摩擦力解析　重力沿斜面向下的分力：mgsin30°＝10N则当F＝5N时，F＋f＝mgsin30°＝10N故f＝5N，方向向上当F＝15N时，f＋mgsin30°＝F，f＝5N，方向沿斜面向下当F＝10N时，F＝mgsin30°，f＝0故答案A、C正确．[答案　AC图3－5－115．(双选)如图3－5－11所示，物体质量为m，靠在粗糙的竖直墙上，物体与墙之间的动摩擦因数为μ，若要使物体沿着墙匀速运动，则外力F的大小可以是(　　)．A．mg/sinαB．mg/(cosα－μsinα)C．mg/(sinα－μcosα)[D．mg/(sinα＋μcosα)解析　当物体沿墙向下运动时， 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 物体受力如图所示，把F沿竖直和水平方向正交分解．水平方向Fcosα＝FNf＝μFN＝μFcosα竖直方向　mg＝Fsinα＋μFcosα，F＝eq\f(mg,sinα＋μcosα)同理，当物体沿墙向上运动时，所受摩擦力方向向下．mg＋μFcosα＝Fsinα，F＝eq\f(mg,sinα－μcosα).答案　CD图3－5－126．如图3－5－12所示，气球重10N，空气对其浮力为16N．由于受水平方向的风力的影响，系气球的绳子与水平面成θ＝60°角．由此可知，绳子的拉力大小为________N，水平方向的风力大小为________N.解析　气球受力如图所示．竖直方向：F浮＝mg＋Fcos30°，得F＝4eq\r(3)N水平方向：F风＝Fsin30°＝2eq\r(3)N.答案　4eq\r(3)　2eq\r(3)知识点三　动态问题分析7.图3－5－13(双选)如图3－5－13所示，某人在岸边用绳牵引小船匀速靠岸的过程中，若水对船的阻力不变，则(　　)．A．绳子拉力不断增大B．绳子拉力始终不变C．船受到的浮力不断减小D．船受到的合力不断减小解析　船受力分析如右图所示在水平方向上：Fsinθ＝f在竖直方向上：Fcosθ＋F浮＝mg其中θ逐渐减小故F增大，F浮减小．答案　AC8.图3－5－14(双选)如图3－5－14所示，电灯悬挂于两墙壁之间，更换水平绳OA使连接点A向上移动，而保持O点的位置不变，则A点向上移动时(　　)．A．绳OB的拉力逐渐增大B．绳OB的拉力逐渐减小C．绳OA的拉力先增大后减小D．绳OA的拉力先减小后增大解析　该题是动态平衡问题，处理这类问题要牢记一点，取结点O为研究对象，绳OA、OB的拉力的合力F合与灯的重力G大小相等方向相反，始终不变，由平行四边形法则画出矢量图如右图．由图可知：在A点上移的过程中，F1先变小后增大，F2一直减小，所以答案B、D正确．答案　BD9．(单选)图3－5－15有一个直角支架AOB，AO水平放置， 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 面粗糙，OB竖直向下，表面光滑．AO上套有小环P，OB上套有小环Q，两环质量均为m，两环间由一根质量可忽略、不可伸长的细绳相连，并在某一位置平衡(如图3－5－15所示)．现将P环向左移一小段距离，两环再次达到平衡，那么将移动后的平衡状态和原来的平衡状态比较，AO杆对P环的支持力FN和细绳上的拉力T的变化情况是(　　)．A．FN不变，T变大B．FN不变，T变小C．FN变大，T变大D．FN变大，T变小解析　把PQ看成一个整体，在竖直方向始终有FN＝2mg，所以移动前后，FN不变．隔离分析Q，设绳与竖直杆间的夹角为α，则有：Tcosα＝mg当P环向左移一小段距离后，α变小，cosα变大故T变小．答案　B10.图3－5－16(单选)如图3－5－16所示，A、B是两根竖直立在地上的木桩，轻绳系在两木桩上不等高的P、Q两点，C为光滑的质量不计的滑轮，下面悬挂着重物G，现保持结点P的位置不变，当Q点的位置变化时，轻绳的张力大小的变化情况是(　　)．A．Q点上下移动时，张力不变B．Q点向上移动时，张力变大C．Q点向下移动时，张力变小D．条件不足，无法判断解析　滑轮轻质且光滑，两侧细绳的拉力大小相等，设两绳夹角为θ，则有：2Fcoseq\f(θ,2)＝mg且d＝Lpc·sineq\f(θ,2)＋LCQsineq\f(θ,2)＝L·sineq\f(θ,2)[其中L为PQ绳全长，d为A、B两木桩间距离有sineq\f(θ,2)＝eq\f(d,L)故θ角一定，相应地，绳子中的张力大小不随Q点上下移动而改变．答案　A11.图3－5－17如图3－5－17所示，放在长木板上的木块质量为m，当木板与水平方向夹角为α时，木块静止在长木板上．(1)求此时木块所受的弹力和摩擦力各多大？(2)当把长木板的倾角增大到θ(θ＞α)时，木块刚好沿长木板匀速下滑，求木块和木板之间的动摩擦因数．解析　[(1)木块受力情况如图所示，根据重力的作用效果把重力分解为F1、F2.由二力平衡可得FN＝F2＝mgcosα，f＝F1＝mgsinα.(2)当倾角增大到θ时，木块刚好匀速下滑，木块受力情况仍如右图所示．由二力平衡可得：在沿斜面的方向上f＝F1＝mgsinθ，在垂直斜面的方向上FN＝F2＝mgcosθ，可得μ＝eq\f(f,FN)＝tanθ.答案　(1)mgcosα　mgsinα　(2)tanθ12．如图3-5-18所示，A、B两个物体的质量都是1kg，现在它们在拉力F的作用下相对静止一起向右做匀速直线运动．已知A、B之间的动摩擦因数μAB＝0.1，B与地面间的动摩擦因数μB地＝0.2.g＝10m/s2.则两个物体在匀速运动的过程中，图3-5-18(1)对A、B分别画出完整的受力分析．(2)A、B之间的摩擦力大小为多少．(3)拉力F的大小为多少．解析　(1)以A为研究对象，A受到重力、支持力作用；以B为研究对象，B受到重力、支持力、压力、拉力、地面对B的滑动摩擦力作用；如图．(2)对A：由二力平衡可知A、B之间的摩擦力为0.(3)以A、B整体为研究对象，由于两物体一起做匀速直线运动，所以受力如图．水平方向上由二力平衡得拉力等于滑动摩擦力，即F＝Ff＝μB地FNB，而FNB＝GB＋GA，所以F＝0.2×(1×10＋1×10)N＝4N答案　(1)见解析图　(2)0　(3)4N