新教材2023年秋高中物理第3章相互作用-力素養(yǎng)提升練4共點(diǎn)力平衡條件的應(yīng)用新人教版必修第一冊(cè)

素養(yǎng)提升練(四)共點(diǎn)力平衡條件的應(yīng)用一、選擇題1．如圖所示是給墻壁粉刷涂料用的涂料滾的示意圖，使用時(shí)，用撐桿推著粘有涂料的涂料滾沿墻上下緩慢滾動(dòng)，把涂料均勻地粉刷到墻上，撐桿的重力和墻壁的摩擦均不計(jì)，且撐桿足夠長(zhǎng)，粉刷工人站在離墻壁一定距離處緩緩向上推涂料滾，設(shè)該過(guò)程中撐桿對(duì)涂料滾的推力為F1，涂料滾對(duì)墻壁的壓力為F2，則()A．F1增大，F(xiàn)2減小 B．F1增大，F(xiàn)2增大C．F1減小，F(xiàn)2減小 D．F1減小，F(xiàn)2增大2．如圖所示，用兩根等長(zhǎng)輕繩將木板懸掛在豎直木樁上等高的兩點(diǎn)，制成一簡(jiǎn)易秋千。某次維修時(shí)將兩輕繩剪去一小段，但仍保持等長(zhǎng)且懸掛點(diǎn)不變。木板靜止時(shí)，F(xiàn)1表示木板所受合力的大小，F(xiàn)2表示單根輕繩對(duì)木板拉力的大小，則維修后()A．F1不變，F(xiàn)2變大 B．F1不變，F(xiàn)2變小C．F1變大，F(xiàn)2變大 D．F1變小，F(xiàn)2變小3．如圖所示，一根粗糙的水平橫桿上套有A、B兩個(gè)輕環(huán)，系在兩環(huán)上的等長(zhǎng)細(xì)繩將書(shū)本靜止懸掛，現(xiàn)將兩環(huán)距離變大后書(shū)本仍處于靜止?fàn)顟B(tài)，若桿對(duì)A環(huán)的支持力為FN，桿對(duì)A環(huán)的摩擦力為Ff，則()A．FN減小，F(xiàn)f不變 B．FN減小，F(xiàn)f增大C．FN不變，F(xiàn)f不變 D．FN不變，F(xiàn)f增大4．(2022·山東師大附中高一檢測(cè))如圖所示，光滑的四分之一圓弧軌道AB固定在豎直平面內(nèi)，A端與水平面相切。穿在軌道上的小球在拉力F作用下，緩慢地由A向B運(yùn)動(dòng)，F(xiàn)始終沿軌道的切線方向，軌道對(duì)球的彈力為FN。在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中()A．F增大，F(xiàn)N減小 B．F減小，F(xiàn)N減小C．F增大，F(xiàn)N增大 D．F減小，F(xiàn)N增大5．(多選)氣象研究小組用如圖所示簡(jiǎn)易裝置測(cè)定水平風(fēng)速。在水平地面上豎直固定一根直桿，質(zhì)量為m的薄空心塑料球用細(xì)線懸于桿頂端O，當(dāng)水平風(fēng)吹來(lái)時(shí)，球在水平風(fēng)力的作用下飄起來(lái)。已知風(fēng)力大小正比于風(fēng)速，當(dāng)風(fēng)速v0＝3m/s時(shí)，測(cè)得球平衡時(shí)細(xì)線與豎直方向的夾角θ＝30°，重力加速度為g，則()A．θ＝30°時(shí)，細(xì)線拉力大小為2B．風(fēng)速增大到某一值時(shí)，θ可能等于90°C．細(xì)線拉力與風(fēng)力的合力大于mgD．θ＝30°時(shí)，風(fēng)力大小F＝336．(多選)木板B放置在粗糙水平地面上，O為光滑鉸鏈，如圖所示。輕彈簧一端與鉸鏈O固定連接，另一端系一質(zhì)量為m的小球A?，F(xiàn)將輕繩一端拴在小球A上，另一端通過(guò)光滑的小滑輪O′由力F牽引，定滑輪位于O的正上方，整個(gè)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)改變力F的大小使小球A和輕彈簧從圖示位置緩慢運(yùn)動(dòng)到O′正下方，且彈簧的長(zhǎng)度始終不變，木板始終保持靜止，則在整個(gè)過(guò)程中()A．外力F逐漸減小B．彈簧彈力大小始終不變C．地面對(duì)木板的支持力逐漸減小D．地面對(duì)木板的摩擦力逐漸減小7．將兩個(gè)質(zhì)量均為m的小球a、b用細(xì)線相連后，再用細(xì)線懸掛于O點(diǎn)，如圖所示。用力F拉小球b，使兩個(gè)小球都處于靜止?fàn)顟B(tài)，且細(xì)線Oa與豎直方向的夾角保持θ＝30°，則F達(dá)到最小值時(shí)Oa繩上的拉力為()A．3mgB．mgC．32mgD．18．如圖所示，三根長(zhǎng)度均為L(zhǎng)的輕繩分別連接于C、D兩點(diǎn)，A、B兩端被懸掛在水平天花板上，相距2L，現(xiàn)在C點(diǎn)上懸掛一個(gè)質(zhì)量為m的重物，為使CD繩保持水平，在D點(diǎn)上可施加力的最小值為()A．mg B．33C．12mg D．19．(2022·河北卷)如圖，用兩根等長(zhǎng)的細(xì)繩將一勻質(zhì)圓柱體懸掛在豎直木板的P點(diǎn)，將木板以直線MN為軸向后方緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)直至水平，繩與木板之間的夾角保持不變，忽略圓柱體與木板之間的摩擦，在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中()A．圓柱體對(duì)木板的壓力逐漸增大B．圓柱體對(duì)木板的壓力先增大后減小C．兩根細(xì)繩上的拉力均先增大后減小D．兩根細(xì)繩對(duì)圓柱體拉力逐漸增大10．(2022·浙江1月選考)如圖所示，學(xué)校門(mén)口水平地面上有一質(zhì)量為m的石墩，石墩與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，工作人員用輕繩按圖示方式勻速移動(dòng)石墩時(shí)，兩平行輕繩與水平面間的夾角均為θ，則下列說(shuō)法正確的是()A．輕繩的合拉力大小為μmgB．輕繩的合拉力大小為μmgC．減小夾角θ，輕繩的合拉力一定減小D．輕繩的合拉力最小時(shí)，地面對(duì)石墩的摩擦力也最小二、非選擇題11．如圖所示，質(zhì)量為m的物體放在一固定斜面上，當(dāng)斜面傾角為30°時(shí)恰能沿斜面勻速下滑。對(duì)物體施加一大小為F、方向水平向右的恒力，物體可沿斜面勻速向上滑行。設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，當(dāng)斜面傾角增大并超過(guò)某一臨界角θ0時(shí)，不論水平恒力F多大，都不能使物體沿斜面向上滑行，試求：(1)物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)；(2)這一臨界角θ0的大小。12．如圖所示，質(zhì)量M＝23kg的木塊A套在水平桿上，并用輕繩將木塊與質(zhì)量m＝3kg的小球B相連。今用與水平方向成α＝30°角的力F＝103N，拉著小球帶動(dòng)木塊一起向右勻速運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)中M、m相對(duì)位置保持不變，g取10m/s2，求：(1)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中輕繩與水平方向的夾角θ；(2)木塊與水平桿間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ；(3)當(dāng)α為多大時(shí)，使小球和木塊一起向右勻速運(yùn)動(dòng)的拉力最??？素養(yǎng)提升練(四)1．C2．A3．D4．A5．AD[選取小球?yàn)檠芯繉?duì)象，則小球受重力、細(xì)線拉力和風(fēng)力而處于平衡狀態(tài)，如圖所示，根據(jù)平衡條件可得FT＝mgcosθ＝23mg3，F(xiàn)＝mgtanθ＝33mg，故A、D正確；因?yàn)轱L(fēng)力和重力的合力方向不可能水平向右，可知拉力方向不可能水平向左，則θ不可能等于90°，故B錯(cuò)誤；根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件可知，細(xì)線拉力和風(fēng)力的合力大小等于mg6．ABD[對(duì)小球A進(jìn)行受力分析，三力構(gòu)成矢量三角形，如圖所示，根據(jù)幾何關(guān)系可知兩三角形相似，因此mgOO'＝kxl0-x＝FO'A，緩慢運(yùn)動(dòng)過(guò)程O(píng)′A越來(lái)越小，則F逐漸減小，A正確；由于彈簧的形變量保持不變，彈簧彈力大小始終不變，B正確；對(duì)木板，由于彈簧對(duì)木板的彈力大小不變，方向向右下，但彈簧的彈力與豎直方向的夾角越來(lái)越小，]7．A8．C9．B10．B11．解析：(1)斜面傾角為30°時(shí)，物體恰能勻速下滑，滿足mgsin30°＝μmgcos30°解得μ＝33(2)設(shè)斜面傾角為α，由勻速直線運(yùn)動(dòng)的條件：Fcosα＝mgsinα＋FfFN＝mgcosα＋Fsinα，F(xiàn)f＝μFN解得：F＝mg當(dāng)cosα－μsinα＝0，即cotα＝μ時(shí)，F(xiàn)→∞，即“不論水平恒力F多大”，都不能使物體沿斜面向上滑行此時(shí)，臨界角θ0＝α＝60°。答案：(1)3312．解析：(1)對(duì)B進(jìn)行受力分析設(shè)細(xì)繩對(duì)B的拉力為T(mén)，由平衡條件可得Fcos30°＝Tcosθ，F(xiàn)sin30°＋Tsinθ＝mg解得tanθ＝33，T＝103即θ＝30°。(2)對(duì)A進(jìn)行受力分析，由平衡條件有Tsinθ＋Mg＝FN，Tcosθ＝μFN解得μ＝35(3)對(duì)A