高中物理課時(shí)練習(xí)4-3共點(diǎn)力的平衡

十八共點(diǎn)力的平衡【基礎(chǔ)全面練】(20分鐘50分)一、選擇題(本題共6小題，每小題6分，共36分)1．一個(gè)物體受到三個(gè)共點(diǎn)力的作用，如果三個(gè)力的大小為如下各組情況，那么有可能使物體處于平衡狀態(tài)的是()A．1N4N7N B．2N6N9NC．2N5N8N D．6N8N6N【解析】選D。能否使物體處于平衡狀態(tài)，要看三個(gè)力的合力是否可能為零，方法是兩個(gè)較小力加起來(lái)是否大于或等于最大的那個(gè)力，如果是就可能。因?yàn)閮蓚€(gè)力的合力范圍是|F1－F2|≤F≤F1＋F2，若F3在此范圍內(nèi)，就可能與F平衡，故D正確。2．在下列圖中，能表示物體處于平衡狀態(tài)的是()【解析】選C。受力平衡即物體加速度為零，只有C符合。3.如圖所示，小強(qiáng)用與水平方向成θ角的輕繩拉木箱，未拉動(dòng)，此時(shí)繩中拉力為F，則木箱所受摩擦力的大小為()A．FcosθB．FsinθC．0D．F【解析】選A。對(duì)木箱受力分析，根據(jù)平衡條件：水平方向Ff＝Fcosθ。4.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．eq\f(1,2)B．eq\f(\r(3),2)C．eq\f(\r(2),2)D．eq\f(\r(5),2)【解析】選C。由題意可以判斷出，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＝mgsin30°，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)＝μmgcos45°，由f1＝f2解得μ＝eq\f(\r(2),2)，C正確。5.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GB．FA一定大于FBC．FA一定小于FBD．FA與FB大小之和一定等于G【解析】選B。對(duì)物體受力分析如圖所示，由三力平衡的知識(shí)可知，F(xiàn)A、FB的合力大小等于G，方向豎直向上，F(xiàn)A＝Gsinα，F(xiàn)B＝Gsinβ。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。6.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運(yùn)動(dòng)，則A和B之間的相互作用力大小為()A．mg B．mgsinθC．mgcosθ D．0【解析】選A。選取A為研究對(duì)象，因?yàn)锳水平向左做勻速直線運(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。二、計(jì)算題(14分。要有必要的文字說(shuō)明和解題步驟，有數(shù)值計(jì)算的要標(biāo)明單位)7.兩個(gè)物體A和B，質(zhì)量分別為M和m，用跨過定滑輪的輕繩相連，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是多少？【解析】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的向上的力分別為T′、N，T′＝T列平衡方程得T′＋N＝Mg，所以N＝Mg－T′，即N＝(M－m)g。答案：mg(M－m)g【綜合突破練】(15分鐘40分)8.(9分)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＝GcosθB．F＝GsinθC．物體對(duì)斜面的壓力N＝GcosθD．物體對(duì)斜面的壓力N＝eq\f(G,cosθ)【解析】選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＝Gtanθ，N＝N′＝eq\f(G,cosθ)，故只有D選項(xiàng)正確。9.(9分)(2021·青島高一檢測(cè))如圖所示，用筷子把一粒豆子夾住并處于靜止?fàn)顟B(tài)，以下說(shuō)法正確的是()A．若筷子水平，則豆子受到三個(gè)力的作用B．若筷子豎直，則豆子受到兩個(gè)力的作用C．若筷子與水平面成一角度，則豆子受到筷子的作用力與重力等大反向D．若增大筷子與水平面的夾角，則豆子受到的摩擦力將減小【解析】選C。無(wú)論筷子水平或豎直，每根筷子對(duì)豆子都有一個(gè)摩擦力作用，每根筷子都對(duì)豆子有一個(gè)彈力作用，豆子受豎直向下的重力作用，此時(shí)豆子受5個(gè)力作用，故A、B錯(cuò)誤；若筷子與水平面成一角度，此時(shí)豆子靜止處于平衡狀態(tài)，豆子受重力與筷子的作用力，由平衡條件可知，豆子受到筷子的作用力與重力等大反向，故C正確；設(shè)豆子的質(zhì)量為m，筷子與水平面間的夾角為θ，設(shè)筷子對(duì)豆子的摩擦力為f，豆子靜止處于平衡狀態(tài)，由平衡條件得：f＝mgsinθ，若增大筷子與水平面的夾角θ，則豆子受到的摩擦力將增大，故D錯(cuò)誤。10．(9分)(多選)如圖所示，水平直桿OP右端固定于豎直墻上的O點(diǎn)，長(zhǎng)為L(zhǎng)＝2m的輕繩一端固定于直桿P點(diǎn)，另一端固定于墻上O點(diǎn)正下方的Q點(diǎn)，OP長(zhǎng)為d＝1.2m，重為8N的鉤碼由光滑掛鉤掛在輕繩上處于靜止?fàn)顟B(tài)，則輕繩的彈力大小為()A．10NB．8NC．6ND．5N【解析】選D。設(shè)掛鉤所在處為N點(diǎn)，延長(zhǎng)PN交墻于M點(diǎn)，如圖所示：同一條繩子拉力相等，根據(jù)對(duì)稱性可知兩邊的繩子與豎直方向的夾角相等，設(shè)為α，則根據(jù)幾何關(guān)系可知NQ＝MN，即PM等于繩長(zhǎng)；根據(jù)幾何關(guān)系可得：sinα＝eq\f(PO,PM)＝eq\f(1.2,2)＝0.6，則α＝37°根據(jù)平衡條件可得：2Tcosα＝mg。解得：T＝5N，故D正確，A、B、C錯(cuò)誤。11.(13分)如圖所示，重為500N的人通過跨過定滑輪的輕繩牽引重為200N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小?！窘馕觥咳伺c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＝200N；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＝F1cos60°＝200×eq\f(1,2)N＝100N豎直方向：N＝G－F1sin60°＝100(5－eq\r(3))N。答案：100(5－eq\r(3))N100N【創(chuàng)新應(yīng)用練】(5分鐘10分)12．風(fēng)箏(如圖甲所示)是借助于風(fēng)對(duì)其作用力和牽線對(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°，牽線與風(fēng)箏平面AB的夾角為53°，風(fēng)箏質(zhì)量為300g，求風(fēng)對(duì)風(fēng)箏作用力的大小。(設(shè)風(fēng)對(duì)風(fēng)箏的作用力與風(fēng)箏平面垂直，g取10m/s2，已知sin53°＝0.8，sin37°＝0.6)【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和牽線對(duì)它