教科版高中物理必修第一冊第三章相互作用6共點(diǎn)力作用下物體的平衡練習(xí)含答案

6共點(diǎn)力作用下物體的平衡基礎(chǔ)過關(guān)練題組一對平衡狀態(tài)的理解1.(多選題)下列物體處于平衡狀態(tài)的是()A.靜止在粗糙斜面上的物體B.沿光滑斜面下滑的物體C.在平直路面上勻速行駛的汽車D.做自由落體運(yùn)動的物體在剛開始下落的瞬間題組二共點(diǎn)力的平衡條件2.一個物體受到三個共點(diǎn)力的作用,如果三個力的大小為如下各組中的情況,那么有可能使物體處于平衡狀態(tài)的是()A.1N4N7NB.2N6N9NC.2N5N8ND.6N8N6N3.某物體受到四個力的作用而處于靜止?fàn)顟B(tài),保持其中三個力的大小和方向均不變,使另一個大小為F的力的方向逆時針轉(zhuǎn)過90°,則欲使物體仍能保持靜止?fàn)顟B(tài),必須再加上力的大小為()A.FB.2FC.2FD.3F4.(2024福建莆田二十五中期末)如圖所示,一只質(zhì)量為m的螢火蟲停在傾角為θ的枝條上。重力加速度為g,枝條對螢火蟲的作用力大小為()A.mgsinθB.mgcosθC.mgtanθD.mg題組三共點(diǎn)力作用下平衡條件的應(yīng)用5.(2024湖北A9高中聯(lián)盟期末)某餐廳送餐機(jī)器人的結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示,機(jī)器人的上表面保持水平,當(dāng)菜品隨著機(jī)器人一起做勻速直線運(yùn)動時,下列說法正確的是()A.菜品受到的摩擦力方向與其運(yùn)動方向相同B.菜品受到的合外力始終不變C.菜品的質(zhì)量越大,受到的靜摩擦力越大D.菜品受到的摩擦力與菜品和機(jī)器人上表面間的動摩擦因數(shù)成正比6.(2024江西南昌期末)如圖為多功能曬衣籃,下面是直徑為60cm、質(zhì)量為0.2kg的圓形曬衣籃,由四根對稱分布的輕質(zhì)細(xì)繩懸掛在掛鉤上,其中每根細(xì)繩長為50cm。若將質(zhì)量為3kg的衣物放在曬衣籃里晾曬時,不考慮細(xì)繩和曬衣籃的形變,g取10m/s2,則每根細(xì)繩上的拉力的大小是()A.8.0NB.9.0NC.10.0ND.13.3N7.(2024安徽六安毛坦廠中學(xué)月考)如圖所示,一只小鳥沿著粗細(xì)均勻的樹枝從右向左緩慢爬行,在小鳥從A運(yùn)動到B的過程中,下列說法正確的是()A.樹枝對小鳥的合力先增大后減小B.樹枝對小鳥的摩擦力先增大后減小C.樹枝對小鳥的彈力先減小后變大D.在A處樹枝對小鳥的合力豎直向上

能力提升練題組一物體的靜態(tài)平衡問題1.(多選題)(2022黑龍江大慶中學(xué)期中)圖中重物的質(zhì)量為m,細(xì)線AO和BO的A、B端是固定的,平衡時AO是水平的,BO與水平面的夾角為θ。AO的拉力F1和BO的拉力F2的大小是(重力加速度為g)()A.F1=mgtanθB.F1=mgC.F2=mgsinθD.F2=mg2.(多選題)(2024山東泰安英雄山中學(xué)期中)如圖所示,一細(xì)繩的一端固定于天花板上,另一端與重為10N的小球連接,小球被一大小和方向未知的力F作用后,細(xì)繩偏離豎直方向30°角而保持靜止不動,則有關(guān)力F的大小和方向的說法正確的是()A.當(dāng)拉力F為3N時,可以使小球平衡B.當(dāng)拉力F為5N時,力的方向只有一種C.當(dāng)拉力F為8N時,力的方向有兩種可能性D.當(dāng)拉力F為8N時,力的方向只有一種3.(2024江蘇連云港灌南二中檢測)如圖所示,固定的四分之一粗糙圓弧軌道AB的圓心在豎直墻上的O點(diǎn),A點(diǎn)與O點(diǎn)在同一高度,輕彈簧一端固定在O點(diǎn),另一端連接質(zhì)量為m的小物塊,物塊靜止在軌道上,彈簧與豎直方向的夾角θ=30°,重力加速度為g,則()A.軌道對物塊一定有支持力B.彈簧一定處于伸長狀態(tài)C.彈簧一定處于壓縮狀態(tài)D.軌道對物塊不一定有支持力4.(2020陜西西安一中期末)如圖所示,在野營時需要用繩來系住一根木樁。細(xì)繩OA、OB、OC在同一平面內(nèi),兩等長繩OA、OB夾角是90°,繩OC與木樁的夾角為60°,繩CD水平,如果繩CD的拉力等于100N,若木樁受到繩子作用力的方向豎直向下,則OA、OB的拉力為()A.50N,50NB.100N,100NC.10063N,100635.(2024河南焦作沁陽一中月考)如圖所示,三根輕質(zhì)細(xì)線交于O點(diǎn),OA另一端固定在天花板上的A點(diǎn)(位于O點(diǎn)的正上方),OB、OC另一端分別連接質(zhì)量為m的小球P(可視為質(zhì)點(diǎn))、質(zhì)量為4m的物體Q。將物體Q放置于粗糙水平面上,小球P放置于半徑為R的光滑半圓柱上,當(dāng)A、O、O'處于同一豎直線上時,OC水平且物體Q恰好不滑動,此時OB=43R,OO'=53R,最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,則物體Q與水平面間的動摩擦因數(shù)為(A.0.12B.0.16C.0.20D.0.25題組二物體的動態(tài)平衡問題6.(2024浙江寧波北侖中學(xué)返校考試)某同學(xué)為頸椎病人設(shè)計的一個牽引裝置,其示意圖如圖所示。一根繩繞過兩個定滑輪和一個動滑輪后各掛著一個相同的重物,與動滑輪相連的帆布帶拉著病人的頸椎(圖中是用手指代替頸椎做實(shí)驗(yàn)),整個裝置處在同一豎直平面內(nèi),如果要減小手指所受的拉力,可采取的方法是()A.只將手指向下移動B.只將手指向上移動C.只增加繩的長度D.只減小兩定滑輪的間距7.(多選題)(2024陜西西安一中月考)如圖,用光滑硬鐵絲彎成的半圓環(huán)豎直放置,最高點(diǎn)B處固定一小滑輪,質(zhì)量為m的小球A穿在環(huán)上。現(xiàn)用細(xì)繩一端拴在A上,另一端跨過光滑滑輪用力F拉動,使A沿光滑半圓環(huán)緩慢向上移動。在A移動過程中,下列說法正確的是()A.F逐漸變小B.鐵絲對A的作用力N的方向始終指向圓心OC.鐵絲對A的作用力N逐漸變小D.鐵絲對A的作用力N大小不變8.(多選題)如圖所示,傾角θ=30°的斜面體A靜止在水平地面上,一根輕繩跨過斜面體頂端的輕質(zhì)小滑輪,繩兩端系有質(zhì)量均為m的小物塊a、b,整個裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)給物塊b施加一個水平向右的力F,使b緩慢移動直到輕繩與豎直方向成30°角,這一過程中斜面體和小物塊a均靜止(不計繩與滑輪間的摩擦),對此過程說法正確的是()A.b受到繩的拉力逐漸增大B.水平拉力F逐漸增大C.小物塊a受到的摩擦力一定先增大再減小D.斜面體對地面的摩擦力增大9.(多選題)(2024浙江紹興期末)如圖甲所示為某款可調(diào)節(jié)角度的磁吸式車載手機(jī)支架,手機(jī)放在支架上被磁力吸住后,調(diào)節(jié)支架使手機(jī)與豎直方向成一定角度,如圖乙所示。已知手機(jī)受到的磁力大小恒定、方向垂直于手機(jī)屏幕,且手機(jī)和支架吸盤始終不發(fā)生相對滑動,當(dāng)車輛做勻速運(yùn)動時()A.手機(jī)只受到重力、磁力和摩擦力B.若緩慢減小手機(jī)與豎直方向的夾角,手機(jī)受到吸盤的作用力也減小C.若將支架吸盤逆時針緩慢旋轉(zhuǎn)90°角,手機(jī)受到的彈力一直增大D.若將支架吸盤逆時針緩慢旋轉(zhuǎn)90°角,手機(jī)受到的摩擦力先增大后減小

答案與分層梯度式解析6共點(diǎn)力作用下物體的平衡基礎(chǔ)過關(guān)練1.AC2.D3.B4.D5.B6.C7.D1.AC靜止在粗糙斜面上的物體,所受合力為0,處于平衡狀態(tài),故A正確;沿光滑斜面下滑的物體做勻加速直線運(yùn)動,所受合力不為0,處于非平衡狀態(tài),故B錯誤;在平直路面上勻速行駛的汽車所受合力為0,處于平衡狀態(tài),故C正確;做自由落體運(yùn)動的物體在剛開始下落的瞬間,物體的速度為0,但所受合力等于重力,不為0,處于非平衡狀態(tài),故D錯誤。易混易錯物體的速度為零但不一定處于平衡狀態(tài)。判斷物體是否處于平衡狀態(tài),一要看物體是否處于靜止或勻速直線運(yùn)動狀態(tài),二要看物體所受的合外力是否為零,或者看物體運(yùn)動狀態(tài)是否變化。2.D能否使物體處于平衡狀態(tài),要看三個力的合力是否可能為零,方法是看兩個較小的力加起來是否大于或等于最大的那個力,如果是,則物體就可能處于平衡狀態(tài),故D正確。3.B物體受到四個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與另外三個力的合力一定等大反向,當(dāng)力F轉(zhuǎn)過90°時,力F與另外三個力的合力的大小為2F,因此,欲使物體仍能保持靜止?fàn)顟B(tài),必須再加一個大小為2F的力,故B項(xiàng)正確。4.D螢火蟲是靜止的,所以處于平衡狀態(tài),合力一定等于零,它受到豎直向下的重力,大小為mg,枝條對它的力與重力大小相等、方向相反,所以枝條對螢火蟲的作用力大小為mg,方向豎直向上,選D。5.B當(dāng)菜品隨著機(jī)器人一起做勻速直線運(yùn)動時,菜品只受到重力和支持力的作用,不受摩擦力;由平衡條件可知,菜品受到的合外力始終為零,選B。6.C四根細(xì)繩對稱分布,將一根細(xì)繩上的拉力分解,如圖所示由幾何關(guān)系有cosθ=30cm50cm=0.6,則sinθ=1-cos2θ=0.8,由力的分解可得4FTsinθ=Mg,解得FT=Mg4sinθ7.D小鳥緩慢爬行,處于平衡狀態(tài),所以合力為零,A錯誤。過小鳥所在位置作樹枝的切線,設(shè)該切線與水平方向的夾角為α,則有f=mgsinα,N=mgcosα,小鳥緩慢爬行時,α先減小后增大,所以摩擦力先減小后增大,支持力先增大后減小,B、C錯誤。樹枝對小鳥的合力與小鳥的重力等大反向,故其合力豎直向上,D正確。能力提升練1.BD2.BC3.A4.C5.A6.B7.AD8.ABD9.CD1.BD以結(jié)點(diǎn)O為研究對象,結(jié)點(diǎn)O受三根細(xì)線的拉力處于平衡狀態(tài),重物對O點(diǎn)的拉力T=mg。根據(jù)平衡條件得知,T與F1的合力與F2大小相等、方向相反,作出力的合成圖如圖,則有F1=mgtanθ,F2=mgsinθ,A、C錯誤,B2.BC以小球?yàn)檠芯繉ο?受力分析如圖小球受到重力G、細(xì)繩的拉力T和外力F,根據(jù)作圖法得知,當(dāng)外力F的方向與細(xì)繩垂直時,外力最小,則由平衡條件得外力的最小值為Fmin=Gsin30°=G2=5N,故當(dāng)拉力F為3N時,不可以使小球平衡,故A錯誤;當(dāng)拉力F為5N時,力的方向只有一種,即垂直于繩斜向上,故B正確;當(dāng)拉力F為8N時,力F的方向有兩種可能性,故C正確,3.A物塊靜止在軌道上,小物塊受到的靜摩擦力為f=mgsinθ=12mg;由于有摩擦力必有彈力,所以斜面對物塊的支持力不可能為零,A正確,D錯誤。假設(shè)物塊受重力、支持力、摩擦力,三個力的合力可能為0,即物塊可能不受彈簧的彈力,則彈簧可能處于原長,4.C要使木樁受到繩子作用力的方向豎直向下,則繩子OC與CD上拉力的合力豎直向下,對結(jié)點(diǎn)C受力分析,如圖1所示,根據(jù)平行四邊形定則有,TC=Fsin60°=10032N=20033N;點(diǎn)O受力平衡,對其受力分析,如圖2所示,根據(jù)平衡條件,結(jié)合對稱性,有TA=5.A對小球P受力分析,受重力mg、光滑半圓柱的支持力N和細(xì)線的拉力F,小球P受力平衡,畫出與拉力F等大反向的力F',即為mg和N的合力,如圖1所示由相似三角形可得F'OB=mgOO',解得F'=45mg,由余弦定理有O'B2=OO'2+OB2-2OO'·OBcosθ,解得cosθ=45,則sinθ=1-co由O點(diǎn)平衡條件有F2=F1sinθ,且F1與F大小相等,對物體Q受力分析,如圖3所示豎直方向有FN=4mg,水平方向有f=F4,F4與F2大小相等,且f=μFN,解得μ=0.12,選A。6.B當(dāng)只將手指向下移動時,兩側(cè)繩的拉力大小不變,夾角變小,則兩拉力合力變大,所以手指所受的拉力變大,A錯誤;當(dāng)只將手指向上移動時,兩側(cè)繩的拉力大小不變,夾角變大,則兩拉力合力變小,所以手指所受的拉力變小,B正確;滑輪受向下的拉力F、兩繩上的拉力F1、F2,共三個力,受力分析如圖,穩(wěn)定時,三個力的合力為零,兩繩的拉力的合力始終等于手指所受的拉力,則兩繩夾角越大,合力越小,夾角越小,合力越大;只增加繩的長度時,兩條繩之間的夾角不變,兩繩的拉力大小不變,所以手指所受的拉力不變,C錯誤;只減小兩定滑輪的間距,兩繩的拉力大小不變,夾角變小,則合力變大,所以手指所受的拉力變大,D錯誤。7.AD小球緩慢向上移動的過程中,小球A處于三力平衡狀態(tài),根據(jù)平衡條件知,重力mg與鐵絲對A的作用力N的合力與細(xì)繩對A的拉力T等大、反向、共線,作出mg與N的合力,如圖由三角形相似得mgBO=NOA=TAB,由題意可知F=T,則F=ABBO·mg,AB變小,BO不變,則F變小,故A正確;由mgBO=NOA=TAB得N=OABO·mg,8.ABD施加力F之前,b受到繩的拉力與其重力平衡,緩慢移動過程中,繩子對b的拉力的豎直分力與其重力平衡,故隨著繩與豎直方向夾角的增大,繩的拉力逐漸增大,拉力的水平分力也逐漸增大,而力F與拉力的水平分力平衡,因此力F逐漸增大,故A、B正確;施加力F之前,繩子拉力與b物塊的重力大小相等,此時a物塊有向上運(yùn)動的趨勢,受到的靜摩擦力沿斜面向下,之后隨著繩子拉力增大,a受到的摩擦力逐漸增大,故C錯誤;對整體受力分析可知,地面對斜面體的摩擦力與水平力F平衡,而力F逐漸增大,故地面對斜面體的摩擦力也增大,由力的相互性可