2019-2020新教材高中物理课时素养评价十四共点力的平衡（含解析）

1、学必求其心得，业必贵于专精课时素养评价十四共点力的平衡 (25分钟60分)一、选择题（本题共6小题,每题5分，共30分)1.物体受到共点力的作用,下列说法中正确的是（)a.速度在某一时刻等于0的物体一定处于平衡状态b。相对于另一物体保持静止的物体一定处于平衡状态c.物体所受合力为0时,一定处于平衡状态d。物体做匀加速直线运动时，一定处于平衡状态【解析】选c.处于平衡状态的物体,在运动形式上是处于静止状态或匀速直线运动状态，从受力上来看,物体所受合力为零，c正确;某一时刻速度为零的物体，受力不一定为零，故不一定处于平衡状态,a错误；某物体相对于另一物体静止时，该物体不一定静止，如当另一物体做变速

2、运动时,该物体也做变速运动，此物体不处于平衡状态，故b错误;物体做匀加速直线运动，所受合力不为零,故不处于平衡状态,d错误。2.用三根轻绳将质量为m的物块悬挂在空中，如图所示。已知ac和bc与竖直方向的夹角分别为30和60,则ac绳和bc绳中的拉力分别为（）a.32mg，12mgb。12mg,32mgc.34mg，12mgd。12mg,34mg【解析】选a。结点c受到绳子向下的拉力f大小等于物块的重力mg,它产生两个作用效果:拉紧ac绳和bc绳，将力f沿ac绳和bc绳方向分解,如图所示,由图中的几何关系可得f1=fcos30=32mg,f2=fsin30=12mg。则有ac绳中的拉力fac=f

3、1=32mg,bc绳中的拉力fbc=f2=12mg,所以选项a正确。3。如图，电灯悬挂于两墙之间,更换水平绳oa使a点向上移动而保持o点的位置不变,则a点向上移动时（）a.绳oa的拉力逐渐增大b.绳oa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】选d。对o点受力分析，如图通过作图可以看出，绳oa的拉力先变小后变大，故a、b、c错误，d正确。4。某物体受四个力的作用而处于静止状态,保持其他三个力的大小和方向均不变，使另一个大小为f的力的方向转过90,则欲使物体仍保持静止状态,必须再加上一个力,大小为()a。fb。2fc.2fd.3f【解析】选b.物体受四个力作用

4、而处于静止状态时，f与其余三个力的合力等大、反向,设为f，当f转过90时,f与f夹角为90,又f=f，两力的合力f合=2f,故需加一个与f合方向相反、大小为2f的力，选项b正确。5.如图所示，光滑半球形容器固定在水平面上，o为球心.一质量为m的小滑块，在水平力f的作用下静止于p点。设滑块所受支持力为fn，op与水平方向的夹角为,下列关系正确的是()a.f=mgtanb。f=mgtanc.fn=mgtand.fn=mgtan【解析】选a.方法一:合成法。滑块受力如图所示,由平衡条件知：f=mgtan，fn=mgsin。方法二：正交分解法.将小滑块受的力沿水平、竖直方向分解，如图所示。mg=fns

5、inf=fncos联立解得：f=mgtan，fn=mgsin。故本题选a.6。将重为6mg的均匀长方体切成相等的a、b两部分,切面与边面夹角为60，如图所示叠放并置于水平地面上，现用弹簧秤竖直向上拉物块a的上端,弹簧秤示数为mg，整个装置保持静止,则（)a.a、b之间的静摩擦力大小为mgb。a对b的压力大小为2mgc.物块对地面的压力大于5mgd。地面与物块间存在静摩擦力【解析】选a。对a受力分析，受到重力、弹簧的拉力、b对a的支持力以及b对a的静摩擦力，b视为倾角为30的斜面，根据平衡条件得,b对a的支持力为：fn=（3mgmg)cos30,a、b间静摩擦力为：f=(3mgmg)sin30,

6、解得： fn= 3mg，f=mg,由牛顿第三定律知，a对b的压力大小为3mg,故a正确，b错误;对a、b整体受力分析,竖直方向受力平衡，则有：fn+f=6mg，解得:fn=5mg，则物块对地面的压力等于5mg，故c错误；对a、b整体受力分析,水平方向不受地面的摩擦力，否则不能平衡,故d错误。二、计算题（本题共2小题，共30分.要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要标明单位）7.(14分）如图所示，一质量为1 kg、横截面为直角三角形的物块abc,abc=30，物块bc边紧靠光滑竖直墙面,用一推力垂直作用在ab边上使物块处于静止状态,则推力f多大?物块受墙的弹力多大?(g=10 n/kg)

7、【解析】物块受重力g、推力f和墙的弹力fn作用，如图所示，由平衡条件知，f和fn的合力与重力等大反向.故有f=gsin30=11012 n=20 nfn=gtan60=1103 n=103 n。答案:20 n103 n8.(16分）电梯修理员或牵引专家常常需要监测金属绳中的张力ft,但不能到绳的自由端去直接测量，某公司制造出一种能测量绳中张力的夹在绳上的仪器(图中b、c为该夹子的横截面）.测量时,只要如图示那样用一硬杆竖直向上作用在绳上的某点a，使绳产生一个微小偏移量a,借助仪表很容易测出这时绳对硬杆的压力f。现测得该微小偏移量为a=12 mm,bc间的距离为2 l=250 mm,绳对硬杆的压

8、力为f=300 n,试求绳中的张力ft大小是多少。【解析】对a点受力分析,如图所示，由平衡条件得：f=2ftsin当很小时，sintan由几何关系得:tan=al 解得:ft=fl2a 代入数据解得ft1。6103 n。答案：1.6103 n （15分钟40分）9。(6分)如图所示,用一根细绳连接矩形相框的两个顶角b、c,将其挂在竖直墙的钉子a上，a到b、c两点的距离相等,b、c间的距离为s，相框重为g，细绳能承受的最大拉力为g,不计一切摩擦，则绳的长度不能小于(）a。33sb.233sc.3sd.23s【解析】选b.矩形相框受力如图:设细线与水平方向的夹角为，根据平衡条件，竖直方向,有:2t

9、sin =g，设细线长度为l，结合几何关系，有:sin = l22-s22l2,联立解得：l=233s，故a、c、d错误，b正确。10。(6分)（多选）如图,氢气球受风力作用而使拉住它的细绳与地面的夹角为,在细绳被剪断的瞬间，气球所受外力的合力为（氢气球的重力忽略不计） （)a.与原来绳子的拉力大小相等，方向相反b.沿风力方向,大小等于风力c。沿竖直方向向上，大小等于气球所受的浮力d.与原来绳子的拉力方向相反，大小等于风力与浮力的合力【解析】选a、d。氢气球受到三个力的作用：竖直向上的浮力、风力、沿着绳子方向的拉力,三个力的合力为零,故风力和浮力的合力与绳子的拉力等大反向;当把绳子剪断后,氢气

10、球受到的风力和浮力和没剪断绳子之前相等,所以两者的合力沿着绳子的反方向,故a、d正确,b、c错误。11。(6分）吊坠是日常生活中极为常见的饰品,深受人们喜爱。现将一“心形”金属吊坠穿在一根细线上,吊坠可沿细线自由滑动。在佩戴过程中，某人手持细线两端,让吊坠静止在空中,如图所示，现让两手水平向外缓慢移动，不计吊坠与细线间的摩擦，则在此过程中,细线中张力大小变化情况为()a。保持不变b。逐渐减小c.逐渐增大d.先减小后增大【解析】选c.以吊坠为研究对象，分析受力情况如图所示:因绳子两端的张力始终相等，根据平衡条件得:2fcos=mg，解得:f=mg2cos,现让两手水平向外缓慢移动,逐渐增大，所以拉力f逐渐增大,故c正确，a、b、d错误。12。（22分）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动，求施加此力前物体在斜面上受到的摩擦力大小。【解析】物体沿斜面向上运动时受力分析如图甲所示。由共点力的平衡条件得x轴:f1ff1mgsin=0,y轴:mgcosfn1=0又ff1=fn1物体沿斜面向下运动时受力分析如图乙所示。由共点力的平衡条件得x轴:ff2-