高中物理5.4平衡條件的應用每課一練10(魯科版必修1)

1、名校名 推薦5.4平衡條件的應用每課一練 101如圖 5 21 甲所示，質量為 m的物體， 用水平細繩 ab拉住，靜止在傾角為 的固定斜面上，求斜面對物體支持力的大小圖 5 21思路： 本題主要考查，物體受力分析與平衡條件物體在斜面上受力如圖5 21 乙，以作用點為原點建立直角坐標系，據平衡條件f 0，即 fx0， fy 0找準邊角關系，列方程求解答案：以物體m為研究對象建立如圖乙所示坐標系，由平衡條件得：tcos mgsin 0n tsin mgcos 0聯立式解得n mgcos 2如圖 5 22 中（ 1）所示，擋板ab 和豎直墻之間夾有小球，球的質量為m，問當擋板與豎直墻壁之間夾角 緩慢

2、增加時， ab板及墻對球壓力如何變化?圖 5 22思路： 本題考查當 角連續(xù)變化時，小球平衡問題 此題可以用正交分解法選定某特定狀態(tài)，然后，通過 角的變化情況，分析壓力變化答案：由圖（2）知， g， n2（擋板對球作用力） ， n1 墻壁對球作用力，構成一個封閉三角形，且 ，封閉三角形在變化，當增加到 時， 由三角形邊角關系知n1 減小， n2 減小3如圖 5 23 中所示， 用一個三角支架懸掛重物，已知 ab桿所受的最大壓力為2000n，ac繩所受最大拉力為1000n， 30，為不使支架斷裂， 求懸掛物的重力應滿足的條件圖 5 23解析：由圖 523 中（ 2）可知： f1f t an f

3、t an30，f2 f sin fsin30 ，所以 f1 f2 sin30 t an303 / 2因為 ab、 ac能承受的最大作用力之比為f f 2000 1000 2 3 / 2 1m2m當懸掛物重力增加時，對ac繩的拉力將先達到最大值，所以為不使三角架斷裂，計算1名校名 推薦中應以 ac繩中拉力達最大值為依據， 即取 f2 f2m 1000n，于是得懸掛物的重力應滿足的條件為gm f2sin30 500n4. 如圖 5 24 所示，細繩 co與豎直方向成 30角，a、b 兩物體用跨過滑輪的細繩相連，已知物體 b所受到的重力為 100n，地面對物體 b的支持力為 80n，試求：圖 5 2

4、4（ 1）物體 a 所受到的重力；（ 2）物體 b 與地面間的摩擦力；（ 3）細繩 co受到的拉力解析：如圖525 所示，選取直角坐標系據平衡條件得圖 5 25f t1sin 0，n t1cos mbg 0對于定滑輪的軸心o點有t sin 一 t sin30 0，12t2cos30 t1cos mag 0因為1a ，得 60，解方程組得t mg（ 1） t 40n，物體 a 所受到的重力為40n；1（ 2）物體b與地面間的摩擦力f 1sin 40sin60 34.6n ；t（ 3）細繩 co受到的拉力t2 t1sin sin30 40sin60 sin30 69.3n 5如圖 , 三個質量為1

5、kg 的長方形的物體a、b、c放在水平面上， 在物體 b 上施加一個大小為 6n的水平力f，三個物體一起沿水平面向右勻速勻速，則在此過程中，a、 b 間的摩擦力為_n,b、 c 間的摩擦力為_n， c與地面間的動摩擦力為_。（）解析：選 a 為研究對象， 其所受的合外力為零；在豎直方向上重力與支持力，合力為零；在水平方向合力也為零，因而不受摩擦力（否則餓水平方向合外力不為零），所以 a、 b 間的摩擦力為零。2向向西，現在撤去分別是a.100n，向東b.100n，向西 c.0名校名 推薦選 a、 b 為研究對象，所受c 的支持力與其重力平衡。在水平方向的合力也應為零，所以c對 b 應有向左的靜

6、摩擦力與f 平衡，所以b、 c 間的摩擦力為6n。選 a、b、c 為研究對象，水平方向的合力為零，c 受地面的摩擦力為6n， c對水平面的壓力為 3mg=30n，由得 =0.2 。說明：幾個相互作用的物體處于平衡狀態(tài)時，可以把它們作為一個整體研究，這叫整體法，如選 a、b 為研究對象，就是a、b 作為整體研究，若把b 或 c 分離出來研究叫隔離法，通常使用整體法比較簡單。6如圖 ,三段細線吊著一個重物，ob 線水平， oa 線與豎直墻面夾角為，oc 線下拴著重物， o 為結點，現保持不變（即 o 點不動）讓ob 線沿著順時針方向轉，此過程中ob 線的拉力大小將a. 逐漸減小b. 逐漸增大c.先

7、減小后增大d. 先增大后減小解析：結點 o在三個共點力作用下平衡，根據三角形定則知，這三個力依次首尾相接構成一個閉合的三角形如（如上甲圖） 其中，帶方向均不變；的方向變， 大小變化，的大小、方向都變，隨的大小、 方向的變化及大小的變化，三個力讓能構成閉合的三角形，（如上乙圖），由圖可以看出，時，最小。選項c 正確。說明： 此類問題， 根據平行四邊形定則或三角形定則畫出力平行四邊形或三角形，再定性分析各力的變化情況，直觀并且簡捷。7一物體在5 個共點力的作用下保持平衡，已知其中一個力的大小為，方，而其余各個力的大小和方向均保持不變，則物體受到合力大小和方向d. 條件不足，不能確定解析：此題中物體

8、在5 個共點力的作用下保持平衡，已知一個力的大小， 根據力的平衡，所以合外力為零，即其他 4 個力的大小的合力為零，那么其他 4 個力的大小的合力必定為100n，與方向跟相反，所以選項a 正確。8兩根長度相等的細繩，下端懸掛一質量為m = 0.6kg的物體，上端分別固定在水平天花板上的 m、 n 兩點，這兩點間的距離為s = 0.8m ，如圖17 所示。已知兩繩所能承受的最大拉力均為f = 5n， g 取 10m/s2，求每根繩的長度l 不得短于多少？假設 f1 = f2= f， o點到天花板的距離為圖 17d，則由三角形相似可得g而g = mg =6n 1dl =2f3名校名 推薦代入數據得

9、d6 5=35即d2l2=9 25l = 2由勾股定理可得22 (s 2， (20.4220.5md= l)l) l = 9 25，所以 l =2b9如圖 7 所示，在半徑為 r的光滑半球面的正上方懸掛一個光滑的小定滑輪（距f地面高度為h）。重為g的小球( 可視為質點 ) 用繞過滑輪的細繩被站在地面上的人拉aao住。人拉動細繩，在與球面相切的某點緩慢運動到接近頂點的過程中，試分析球面對小球的支持力和細繩拉力大小各如何變化。 圖 7 分析 為什么要設置球面而不設置成斜面呢？小定滑輪為什么要設置在半球面的正上方而不設置在左上方或右上方？這說明了支持力f 、拉力 f 的大小可能受到r、h 等的限制，n要求找出其函數關系。本題從幾何關系入手，根據相似三角形的性質，可以找出n、f與幾f何三角形邊長的大小之間的比例關系。 解答 由于小球緩慢運動，受力平衡有fn = fn，細心觀察圖會發(fā)現：ffn