高中物理 3.5共点力的平衡条件同步训练（含解析）粤教版必修1.doc

3.5 共点力的平衡条件一、单项选择题1物体静止放置在粗糙斜面上，斜面对物体的作用力的方向是()a垂直斜面向上 b可能沿斜面向下c竖直向上 d无法判断解析：物体受三个力作用：重力g、斜面对物体的支持力f1和沿斜面向上的摩擦力f2，三力合力为零，f1和f2的合力f即斜面对物体的作用力与重力等值反向，所以f竖直向上，故正确答案为c.答案：c2如图357所示，一物块置于水平地面上当用与水平方向成60角的力f1拉物块时，物块做匀速直线运动；当改用与水平方向成30角的力f2推物块时，物块仍做匀速直线运动若f1和f2的大小相等，则物块与地面之间的动摩擦因数为()图357a.1 b2c. d1解析：由平衡条件f合0，在f1拉物体时f1cos 60(mgf1sin 60)0在f2推物体时， f2cos 30(mgf2sin 30)0由题意知，f1f2由联立解得：2，故选b.答案：b3.有一个直角支架aob，ao水平放置，表面粗糙，ob竖直向下，表面光滑ao上套有小环p，ob上套有小环q，两环质量均为m，两环间由一根质量可忽略、不可伸长的细绳相连，并在某一位置平衡(如图358所示)现将p环向左移一小段距离，两环再次达到平衡，那么将移动后的平衡状态和原来的平衡状态比较，ao杆对p环的支持力fn和细绳上的拉力t的变化情况是()图358afn不变，t变大 bfn不变，t变小cfn变大，t变大 dfn变大，t变小解析：把pq看成一个整体，在竖直方向始终有fn2 mg，所以移动前后，fn不变隔离分析q，设绳与竖直杆间的夹角为，则有：tcos mg当p环向左移一小段距离后，变小，cos 变大t变小答案：b4.如图359所示，a、b是两根竖直立在地上的木桩，轻绳系在两木桩上不等高的p、q两点，c为光滑的质量不计的滑轮，下面悬挂着重物g，现保持结点p的位置不变，当q点的位置变化时，轻绳的张力大小的变化情况是()图359aq点上下移动时，张力不变bq点向上移动时，张力变大cq点向下移动时，张力变小d条件不足，无法判断解析：滑轮轻质且光滑，两侧细绳的拉力大小相等，设两绳夹角为，则有：2fcosmg且dlpcsinlcqsinlsin其中l为pq绳全长，d为a、b两木桩间距离故sin角一定，相应地，绳子中的张力大小不随q点上下移动而改变答案：a二、双项选择题5下列物体中处于平衡状态的是()a静止在粗糙斜面上的物体b沿光滑斜面下滑的物体c在平直路面上匀速行驶的汽车d做自由落体运动的物体在刚开始下落的一瞬间解析：在共点力的作用下，物体如果处于平衡状态，则该物体必同时具有以下两个特点：从运动状态来说，物体保持静止或者匀速直线运动，加速度为零；从受力情况来说，合力为零物体在某一时刻的速度为零，并不等同于这个物体保持静止，如果物体所受的合力不为零，它的运动状态就要发生变化，在下一个瞬间就不再是静止的了，所以物体是否处于平衡状态要由物体所受的合外力和加速度判断，而不能认为物体某一时刻速度为零，就是处于平衡状态，本题的正确选项应为a、c. 答案：ac6.如图3510所示，电灯悬挂于两墙壁之间，更换水平绳oa使连接点a向上移动，而保持o点的位置不变，则a点向上移动时()图3510a绳ob的拉力逐渐增大b绳ob的拉力逐渐减小c绳oa的拉力先增大后减小d绳oa的拉力先减小后增大解析：该题是动态平衡问题，处理这类问题要牢记一点，取结点o为研究对象，绳oa、ob的拉力的合力f合与灯的重力g大小相等方向相反，始终不变，由平行四边形法则画出矢量图如右图由图可知：在a点上移的过程中，f1先变小后增大，f2一直减小，所以答案：b、d正确答案：bd7将重为20 n的物体放在倾角为30的粗糙斜面上，用力f作用于该物体上，物体处于静止状态，则(f方向沿斜面向上)()af5 n时，物体受到的静摩擦力为5 n，方向沿斜面向上bf15 n时，物体受到的静摩擦力为5 n，方向沿斜面向上cf10 n时，物体受的静摩擦力为零d无论f多大，物体总受到静摩擦力解析：重力沿斜面向下的分力：mgsin 3010 n则当f5 n时，ffmgsin 3010 nf5 n方向向上当f15 n时，fmgsin 30f，f5 n，方向沿斜面向下当f10 n时，fmgsin 30，f0故答案a、c正确答案：ac8.如图3511所示，某人在岸边用绳牵引小船匀速靠岸的过程中，若水对船的阻力不变，则()图3511a绳子拉力不断增大b绳子拉力始终不变c船受到的浮力不断减小d船受到的合力不断减小解析：船受力分析如右图所示在水平方向上：fsin f在竖直方向上：fcos f浮mg其中逐渐减小f增大，f浮减小答案：ac9.如图3512所示，物体质量为m，靠在粗糙的竖直墙上，物体与墙之间的动摩擦因数为，若要使物体沿着墙匀速运动，则外力f的大小可以是()图3512amg/sin bmg/(cos sin )cmg/(sin cos )dmg/(sin sin )解析：当物体沿墙向下运动时，分析物体受力如图所示，把f沿竖直和水平方向正交分解水平方向 fcos nffnfcos 竖直方向mgfsin fcos ，f同理，当物体沿墙向上运动时，所受摩擦力方向向下mgfcos fsin ，f.答案：cd三、非选择题10.如图3513所示，气球重10 n，空气对其浮力为16 n由于受水平方向的风力的影响，系气球的绳子与水平面与60角由此可知，绳子的拉力大小为_n，水平方向的风力大小为_ n.图3513解析：气球受力如图所示竖直方向：f浮mgfcos 30，f4 n水平方向：f风fsin 302 n.答案：4 2 11如图3514所示，放在长木板上的木块质量为m，当木板与水平方向夹角为时，木块静止在长木板上图3514(1)求此时木块所受的弹力和摩擦力各多大？(2)当把长木板的倾角增大到()时，木块刚好沿长木板匀速下滑，求木块和木板之间的动摩擦因数解析：(1)木块受力情况如图所示，根据重力的作用效果把重力分解为f1、f2.由二力平衡可得fnf2mgcos ，ff1mgsin .(2)当倾角增大到时，木块刚好匀速下滑，木块受力情况仍如右图所示由二力平衡可得：在沿斜面的方向上ff1mgsin ，在垂直斜面的方向上fnf2mgcos ，可得tan .答案：(1)mgcos mgsin (2)tan 12.如图3515所示，细绳co与竖直方向成30角，a、b两物体用跨过滑轮的细绳相连，已知物体b所受到的重力为100 n，地面对物体b的支持力为80 n，试求：图3515(1)物体a所受到的重力；(2)物体b与地面间的摩擦力；(3)细绳co受到的拉力解析：如图所示，选取直角坐标系据平衡条件得对于物体b有：ft1sin 0nt1cos mbg0对于定滑轮的轴心o点有：t1sin t2sin 300t2cos 30t1cos mag0又t1mag