《優(yōu)化方案2020高中物理 第四章 物體的平衡 第2-3節(jié) 共點力平衡條件的應用、平衡的穩(wěn)定性(選學)分層演練鞏固落實 教科版必修1》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《優(yōu)化方案2020高中物理 第四章 物體的平衡 第2-3節(jié) 共點力平衡條件的應用、平衡的穩(wěn)定性(選學)分層演練鞏固落實 教科版必修1（11頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、共點力平衡條件的應用、平衡的穩(wěn)定性(選學) [隨堂達標] 1．如圖所示，靜止在水平地面上的木箱受到一個方向不變的斜向上的拉力F作用．當這個力從零開始逐漸增大，在木箱離開地面前，它受到的摩擦力將(　　) A．逐漸增大 B．逐漸減小 C．先逐漸增大，后又減小 D．先逐漸減小，后又增大 解析：選C.木箱沒有運動前，受到的摩擦力為靜摩擦力，設拉力F與水平方向的夾角為θ，則f1＝Fcos θ，隨著F的增大，摩擦力也增大；當木箱運動后，木箱受到的摩擦力為滑動摩擦力，且f2＝μN＝μ(mg－Fsin θ)，隨著F的增大，摩擦力減?。C上可知C正確． 2．(多選)一鐵塊m被豎直懸掛的磁

2、性黑板緊緊吸住不動，如圖所示，下列說法錯誤的是(　　) A．鐵塊受到四個力作用，其中只有兩個力的施力物體是黑板 B．鐵塊與黑板間在水平方向有兩對相互作用力——相互吸引的磁力和相互排斥的彈力 C．鐵塊受到的磁力和彈力是互相平衡的力 D．磁力大于彈力，黑板才能吸住鐵塊不動 解析：選AD.對鐵塊受力分析可知，鐵塊受重力mg、吸引力F、支持力N和摩擦力f.由共點力平衡可知F＝N，故B、C對，A、D錯． 3．(2020·山西太原模擬)如圖所示，一只小鳥沿著較粗的均勻樹枝從右向左緩慢爬行，在小鳥從A運動到B的過程中(　　) A．樹枝對小鳥的合作用力先減小后增大 B．樹枝對小鳥的摩擦力先

3、減小后增大 C．樹枝對小鳥的彈力先減小后增大 D．樹枝對小鳥的彈力保持不變 解析：選B.樹枝對鳥的合作用力是支持力和摩擦力的合力，由二力平衡得，它與小鳥重力等大反向，因小鳥所受重力不變，所以樹枝對小鳥的合作用力不變，A項錯誤．由受力分析圖可知，樹枝對小鳥的摩擦力先減小后增大，對小鳥的彈力先增大后減小，所以B項正確，C、D兩項均錯誤． 4．如圖所示，質量為M的楔形物塊靜置在水平地面上，其斜面的傾角為θ.斜面上有一質量為m的小物塊，小物塊與斜面之間存在摩擦．用恒力F沿斜面向上拉小物塊，物塊和楔形物塊始終保持靜止，則地面對楔形物塊的支持力為(　　) A．(M＋m)g　　　　　　　　 B

4、．(M＋m)g－F C．(M＋m)g＋Fsin θ D．(M＋m)g－Fsin θ 解析： 選D.F的分解情況如圖所示，將M、m視為一個系統(tǒng)，F(xiàn)的作用產(chǎn)生兩個效果：一是使系統(tǒng)相對地面有向左運動的趨勢，相當于分力F1的作用；二是將系統(tǒng)向上提起，相當于分力F2的作用，F(xiàn)2＝Fsin θ.地面對楔形物塊的支持力N＝(M＋m)g－Fsin θ，故D正確． 5．如圖所示，一人重為G，斜靠在豎直墻上，腿與墻壁的夾角為30°，設腿的方向上的延長線恰通過人的重心，墻是光滑的，則雙腿對人的支持力為多大？ 解析：首先對人體進行受力分析，他共受到三個力，即重力G，地面對人施加的力F1和墻壁對人

5、的支持力F2，如圖所示． 由圖可知，F(xiàn)1與F2的合力應等于G，所以F1＝＝1.15G.地面對人的力直接作用于人的雙腿，雙腿肌肉緊張，產(chǎn)生力量，對人體產(chǎn)生支持力．支持力F′＝F1＝1.15G. 答案：1.15G [課時作業(yè)] 一、單項選擇題 1．從圖中可以看出，卸下來的沙子呈現(xiàn)一個圓錐形．因為沙粒與沙粒之間的動摩擦因數(shù)μ可以看作一個定值，所以沙堆的高與周長之比是定值，也就是說，無論卸下來的沙子是多還是少，沙堆是大還是小，這些沙堆的形狀都是相似的．那么，沙堆的高與周長之比為(　　) A. B. C. D. 解析： 選A.分析沙堆邊緣處一粒沙子的受力，如圖所示，

6、由平衡條件得mgsin θ＝ μmgcos θ，所以μ＝tan θ 又tan θ＝，周長c＝2πR.所以＝.故選A. 2．(2020·高考山東卷) 如圖，滑塊A置于水平地面上，滑塊B在一水平力作用下緊靠滑塊A(A、B接觸面豎直)，此時A恰好不滑動，B剛好不下滑．已知A與B間的動摩擦因數(shù)為μ1，A與地面間的動摩擦因數(shù)為μ2，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力．A與B的質量之比為(　　) A.　　　　　　　　 B. C. D. 解析：選B.滑塊B剛好不下滑，根據(jù)平衡條件得mBg＝μ1F；滑塊A恰好不滑動，則滑塊A與地面之間的摩擦力等于最大靜摩擦力，把A、B看成一個整體，根據(jù)平衡條件得F

7、＝μ2(mA＋mB)g，解得＝.選項B正確． 3.如圖所示，繩與桿均不計重力，承受力的最大值一定．M端用鉸鏈固定，滑輪O在M點正上方(滑輪大小及摩擦均可忽略)，N端吊一重物P.現(xiàn)施加拉力T將N緩慢上拉(均未斷)，在桿達到豎直前(　　) A．繩子越來越容易斷 B．繩子越來越不容易斷 C．桿越來越容易斷 D．桿越來越不容易斷 解析：選B.以N點為研究對象，N點受三個力：繩沿ON方向的拉力T、重物P豎直向下的拉力G、MN桿沿MN方向的支持力N.這三個力平衡，所構成的力的矢量三角形與幾何三角形OMN相似，得到＝＝，由此可知，N不變，T隨ON的減小而減?。? 4. 在傾角為θ的粗糙

8、斜面上疊放著質量分別為m與2m的A、B兩物體，剛好都處于靜止狀態(tài)，如圖所示．則下列說法正確的是(　　) A．A、B兩物體受到的摩擦力之比為1∶2 B．因為A、B都處于靜止狀態(tài)，所以它們受到的摩擦力之比為1∶1 C．如果斜面的傾角θ改變，使正壓力改變，則兩物體所受摩擦力的比值也隨之改變 D．因為A、B間、B與斜面間接觸面的動摩擦因數(shù)的關系不知道，所以比值不能確定 解析：選A.A只受一個摩擦力，而B受兩個摩擦力，題目中所說的摩擦力是指兩個摩擦力的合力．由于物體的重力沿斜面向下的分力與摩擦力平衡，故摩擦力與質量成正比，結果為1∶2，其值與θ角、動摩擦因數(shù)無關． 5．如圖所示，在繩子下

9、端掛一物體，用力F拉物體使懸繩偏離豎直方向的夾角為θ，且保持平衡，若保持θ不變，當拉力F與水平方向的夾角α為多大時，F(xiàn)有最小值(　　) A．α＝θ B．α＝90° C．α＝0 D．α＝2θ 解析：選A. 此題屬共點力的平衡問題，結點O受三個力作用，受力分析如圖所示，顯然F′和F的合力大小等于G，方向豎直向上，當θ不變時，F(xiàn)最小時α＝θ. 6．如圖所示，一條細繩跨過定滑輪連接物體A、B，A懸掛起來，B穿在一根豎直桿上，兩物體均保持靜止，不計繩與滑輪、B與豎直桿間的摩擦，已知繩與豎直桿間的夾角為θ，則物體A、B的質量之比mA∶mB等于(　　) A．cos θ∶1 B

10、．1∶cos θ C．tan θ∶1 D．1∶sin θ 解析：選B.設繩子的拉力為T，對A，由平衡條件得 T＝mAg① 對B，在豎直方向，由平衡條件得Tcos θ＝mBg② 由①②得mA∶mB＝1∶cos θ，選項B正確． ☆7. 如圖所示，用輕繩系住一個小球，放在傾角為θ的光滑斜面上，當輕繩由水平方向逐漸向上緩慢偏移時，小球仍保持靜止狀態(tài)，則輕繩上的拉力將(　　) A．逐漸增大 B．逐漸減小 C．先增大后減小 D．先減小后增大 解析：選D.如圖所示，對小球受力分析知，小球受三個力的作用而保持平衡，且拉力T和支持力N的合力和重力G相平衡，即拉力T和支持力的

11、合力保持不變，因為支持力始終是與斜面垂直的，所以支持力的方向不變．根據(jù)幾何知識，點到線的垂線段最短，當拉力T的方向和支持力的方向相垂直時，拉力T取得最小值，所以當輕繩向上緩慢偏移時，拉力先減小后增大，選項A、B、C錯誤，選項D正確． 二、多項選擇題 8. 如圖所示，傾角為30°，重為80 N的斜面體靜止在水平面上．一根彈性輕桿一端垂直固定在斜面上，桿的另一端固定一個重為2 N的小球，小球處于靜止狀態(tài)時，下列說法正確的是(　　) A．斜面有向左運動的趨勢 B．地面對斜面的支持力為82 N C．球對彈性輕桿的作用力為2 N，方向豎直向下 D．彈性輕桿對小球的作用力為2 N，方向垂

12、直斜面向上 解析：選BC.把小球、桿和斜面作為整體受力分析可知，僅受重力和地面的支持力，且二力平衡，故A錯、B對；對小球受力分析知，只受豎直向下的重力和桿給的豎直向上的彈力(桿對小球的力不一定沿桿)，故C對、D錯． 9．對下列四個圖形中，物體所處平衡的種類分析正確的是(　　) A．直立在水平桌面上的鉛筆是處于穩(wěn)定平衡狀態(tài) B．平放在水平桌面上的大字典是處于穩(wěn)定平衡狀態(tài) C．靜止在水平地板上的小球處于隨遇平衡狀態(tài) D．不倒翁的平衡是隨遇平衡狀態(tài) 解析：選BC.鉛筆受到外力的擾動時，它的重心降低，在重力作用下不能重新回到平衡位置而失去原平衡狀態(tài)，所以是不穩(wěn)定平衡，A錯誤；大字典放

13、在桌面上，如果將它的一端稍微抬起一點(微小擾動)放手后，在重力作用下能自動回到原來的平衡位置，所以它的平衡是穩(wěn)定平衡，B正確；同理可知，D錯誤；靜止在水平地板上的小球，無論滾到什么地方，所受合外力隨時為零，都能找到新的平衡，所以它的平衡是隨遇平衡狀態(tài)，C正確． 10．(2020·高考廣東卷) 如圖所示，三條繩子的一端都系在細直桿頂端，另一端都固定在水平地面上，將桿豎直緊壓在地面上，若三條繩長度不同．下列說法正確的有(　　) A．三條繩中的張力都相等 B．桿對地面的壓力大于自身重力 C．繩子對桿的拉力在水平方向的合力為零 D．繩子拉力的合力與桿的重力是一對平衡力 解析：選BC.

14、桿靜止在水平地面上，則桿受到重力、三條繩子的拉力和地面對它的支持力．根據(jù)平衡條件，則三條繩的拉力的合力豎直向下，故繩子對桿的拉力在水平方向的合力為零．桿對地面的壓力大小等于桿的重力與三條繩的拉力的合力之和，選項B、C正確．由于三條繩長度不同，即三條繩與豎直方向的夾角不同，所以三條繩上的張力不相等，選項A錯誤．繩子拉力的合力與桿的重力方向相同，因此兩者不是一對平衡力，選項D錯誤． 三、非選擇題 11. 如圖所示，質量為m的物體，與豎直墻之間動摩擦因數(shù)為μ，推力F與豎直方向夾角為θ，要使物體沿墻壁向上勻速滑動，推力F應為多大？ 解析：先進行受力分析(如圖所示)，物體受到重力G、外力

15、F、墻壁對物體的彈力N、豎直向下的滑動摩擦力f共四個力的作用，在這四個力的作用下處于平衡狀態(tài)．我們采用正交分解法(四個以上的力)．物體在水平和豎直方向上的合力分別為0.所以有：水平方向：N＝Fsin θ，豎直方向：f＋G＝Fcos θ根據(jù)滑動摩擦力的公式：f＝μN由以上三式可以得到：F＝. 答案： ☆12.如圖所示，已知：OA繩與豎直方向夾角θ＝30°，OB繩水平系在墻壁上．懸掛一個重為100 N的物體，則 (1)此時OA、OB兩繩的拉力分別是多少？ (2)若兩繩OA、OB能承受的最大拉力為200 N，為使兩繩都不斷，重物的重力G允許的最大值是多少？ 解析： (1)結點O受力如圖所示： 由共點力平衡： FOAcos 30°－mg＝0 FOAsin 30°－FOB＝0 解得：FOA＝＝ N， FOB＝ N. (2)由題意可知，當繩OA不斷時，都不斷，此時重物的重力為G＝F′OAcos 30°＝100 N. 答案：(1) N　 N　(2)100 N