2020-2021学年新教材物理人教版必修第一册课后提升训练：第三章　5　共点力的平衡含解析

1、攀上山峰，见识险峰，你的人生中，也许你就会有苍松不惧风吹和不惧雨打的大无畏精神，也许就会有腊梅的凌寒独自开的气魄，也许就会有春天的百花争艳的画卷，也许就会有钢铁般的意志。祝：学子考试顺利，学业有成5共点力的平衡基础巩固1.如图所示,重力为20 n的物体,放在倾角为30的光滑斜面上,弹簧测力计对物体的拉力与斜面平行。物体在斜面上保持静止时,弹簧测力计示数为()a.10 nb.17 nc.20 nd.30 n2.如图所示,细绳oa和ob悬挂着一物体p,细绳bo水平,那么关于细绳ao和bo的拉力情况,下列判断正确的是()a.oa绳拉力小于ob绳的拉力b.oa绳拉力大于ob绳的拉力c.oa绳的拉力和o

2、b绳的拉力均等于重物p的重力d.oa绳的拉力和ob绳的拉力均大于重物p的重力3.运动员在进行吊环比赛时,先双手撑住吊环,然后身体下移,双臂缓慢张开到如图所示位置,则在两手之间的距离增大过程中,吊环的两根绳的拉力ft(两根绳拉力大小相等)及它们的合力f的大小变化情况为()a.ft增大,f不变b.ft增大,f增大c.ft增大,f减小d.ft减小,f不变4.(2019浙江嘉兴高一上期中)如图所示,质量均为m的a、b两光滑小球,用两根长度均为l的轻绳悬挂,两球间夹一劲度系数为k的轻弹簧,平衡后两线夹角为60,则弹簧被压缩的长度是()a.3kmgb.32kmgc.33kmgd.233kmg5.如图所示是

3、一个简易起吊设施的示意图,ac是质量不计的撑竿,a端与竖直墙用铰链连接,一滑轮固定在a点正上方,c端吊一重物。现施加一拉力f缓慢将重物p向上拉,在ac杆达到竖直前()a.bc绳中的拉力ft越来越大b.bc绳中的拉力ft越来越小c.ac杆中的支撑力fn越来越大d.ac杆中的支撑力fn越来越小6.如图所示,小球被轻质细线系住斜吊着放在静止的光滑斜面上。设小球质量m=1 kg,斜面倾角=30,悬线与竖直方向夹角=30,光滑斜面的质量为3 kg,置于粗糙水平面上,g取10 m/s2。求:(1)悬线对小球的拉力大小。(2)地面对斜面的摩擦力的大小和方向。能力提升1.如图所示,电灯悬于两壁之间,保持o点及

4、ob绳的位置不变,而将绳端a点向上移动,则()a.绳oa所受的拉力逐渐增大b.绳oa所受的拉力逐渐减小c.绳oa所受的拉力先增大后减小d.绳oa所受的拉力先减小后增大2.如图所示,两个完全相同的物块,重力大小为g,两物块与水平面的动摩擦因数都为,一根轻绳两端固定在两物块上,在绳的中点施加一个竖直向上的拉力,当绳子被拉直后,两段绳的夹角为,问当f至少为多大,两物块将会发生滑动?(设物块受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力)3.一物体置于粗糙的斜面上,给该物体施加一个平行于斜面的力,当此力为100 n且沿斜面向上时,物体恰能沿斜面向上匀速运动;当此力为20 n且沿斜面向下时,物体恰能在斜面上向下匀速运

5、动,求施加此力前物体在斜面上受到的摩擦力。4.(2019河北石家庄高一上期末)如图所示,质量m1=12 kg的物体a用细绳绕过光滑的滑轮与质量为m2=2 kg的物体b相连,连接a的细绳与水平方向的夹角为=53,此时系统处于静止状态。已知a与水平面的动摩擦因数=0.5,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g取10 m/s2,sin 53=0.8,cos 53=0.6。求:(1)a物体所受摩擦力的大小;(2)改变物体b的质量,欲使系统始终保持静止,物体b的质量不能超过多少?参考答案5共点力的平衡基础巩固1.a物体受重力、支持力和弹簧测力计的拉力,三力平衡,拉力等于重力沿斜面向下的分力,故f=mg

6、sin30=2012n=10n。2.b以结点o为研究对象,分析受力情况,作出受力分析图如图所示。作出g和ftob的合力f,由平衡条件得,f=ftoa。由图看出,ftoaftob,即oa绳的拉力大于ob绳的拉力,oa绳的拉力大于重力,但ob绳的拉力不一定大于重力。故b正确。3.a由共点力平衡条件可知,两根绳拉力的合力f的大小等于人的重力,所以f恒定不变;当两手间的距离变大时,两绳的拉力间的夹角由零变大,由平行四边形定则可知,ft变大。a项正确。4.c对球a受力分析,受重力mg、拉力ft、弹簧的弹力f,如图所示。根据平衡条件和平行四边形定则,有f=mgtan30,再根据胡克定律,有f=kx,解得x

7、=33kmg,故c项正确。5.b作出c点的受力示意图,如图所示。作出力的矢量三角形如图中虚线所示,由图可知力的矢量三角形与几何三角形abc相似。根据相似三角形的性质得ftbc=fnac=gab,解得bc绳中的拉力为ft=gbcab,ac杆中的支撑力为fn=gacab。由于重物p向上运动时,ab、ac不变,bc变小,故ft减小,fn不变。b正确。6.解析(1)以小球为研究对象,受力分析如图甲所示,水平方向建立x轴,竖直方向建立y轴,对各力进行正交分解,得水平方向ftsin30=fnsin30,竖直方向ftcos30+fncos30=mg,解得ft=12mgcos30=1033n。(2)以小球和斜

8、面整体为研究对象,受力分析如图乙所示,因为系统静止,所以ff=ftsin30=103312n=533n,方向水平向左。答案(1)1033 n(2)533 n水平向左能力提升1.d采用作图法求解,如图所示,由图可知oa绳受到的拉力先减小后增大,故d正确。2.解析设绳的拉力为ft,选其中一个物体为研究对象,物块刚好发生滑动的条件;ftsin2=fn又对f的作用点有ftcos2=f2再取整体为研究对象,由平衡条件得f+2fn=2g联立,解得f=2gtan2+即f至少为2gtan2+,两物块将会发生滑动。答案2gtan2+3.解析物体沿斜面向上运动时受力分析如图甲所示。甲由共点力的平衡条件得x轴:f1

9、-ff1-mgsin=0,y轴:mgcos-fn1=0又ff1=fn1物体沿斜面向下运动时受力分析如图乙所示。乙由共点力的平衡条件得x轴:ff2-f2-mgsin=0,y轴:mgcos-fn2=0,又ff2=fn2,ff1=ff2=ff以上各式联立得:ff1=ff2=ff=f1+f22代入数据得:ff=100+202n=60n,mgsin=40n当不施加此力时,物体受重力沿斜面向下的分力mgsinff故物体静止在斜面上,受到的静摩擦力ff=mgsin=40n,方向沿斜面向上。答案40 n方向沿斜面向上4.解析(1)选物体b为研究对象,由平衡条件得:细绳的拉力:f=m2g再以物体a为研究对象,受力分析如图所