2020高中物理 第5章 力与平衡 第、4节 力的平衡 平衡条件的应用（含解析）鲁科版1

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精PAGE9-学必求其心得，业必贵于专精平衡条件的应用一、选择题1．下面有关稳度的说法中正确的是(）A．平放的砖的稳度大于竖放的砖的稳度B．实验室的天平、铁架台都安装在面积较大且较重的底座上，其做法是为了增大稳度C．装载车船，要把轻货放在下面，重货放在上面，以增大稳度D．照相机架、高压电线铁塔有相当大的支撑面以增大稳度解析：降低重心，增大支持面面积,可以增大稳度,所以A、B、D正确;C中的做法会使重心升高，故C错误．答案:ABD2．下列属于平衡状态的物体是（）A．高速公路上匀速直线行驶的汽车B．百米竞赛中运动员的起跑瞬间C．陨石进入大气层受到很大阻力划出一条亮线而减速D．乘客在加速启动的列车中静止不动解析:根据平衡状态的特征匀速或静止，或者说加速度等于零,A选项中的汽车是平衡状态，B、C、D均不是,故选A。答案：A3．几个共点力作用在一个物体上，使物体处于平衡状态,下列说法正确的是（)①几个力的合力一定为零,各个力在任意方向上分力的合力也为零②合力一定为零，但F＝eq\r（F\o\al(2，x)＋F\o\al（2,y））故Fx、Fy不一定为零③其中任意一个力的大小一定与其他几个力的合力大小相等，而方向相反④只改变一个力的大小或方向，物体的状态可能不变A．①③ B．③④C．①④ D．②④解析：物体处于平衡状态所受合外力为零，故Fx＝0、Fy＝0，若其中只有一个力的大小或方向发生改变，合外力不再为零，物体不是平衡状态，其状态一定改变，故②④错误，①③正确．答案:A4．在如图中，能表示物体处于平衡状态的是（）解析:A图中物体的加速度逐渐减小，做变速运动,故不是处于平衡状态；B图中物体做匀减速直线运动，故也不是处于平衡状态；C图中物体做匀速直线运动，故物体处于平衡状态；D图中合外力逐渐减小但不为零，故不是处于平衡状态．答案：C5．水平地面上静置一重为100N的物体，用60N竖直向上的力拉它，此物体受到的合力为()A．0 B．40NC．60N D．160N解析：因60N竖直向上的拉力小于物体的重力，不能将物体提起，物体仍处于平衡状态，故所受到的合外力为零．选项A正确．答案：A6。如图所示，物体A和B一起沿斜面匀速下滑，则物体A受到的力是（）A．重力，B对A的支持力B．重力，B对A的支持力、下滑力C．重力，B对A的支持力、摩擦力D．重力，B对A的支持力、摩擦力、下滑力解析：物体A和B一起沿斜面匀速下滑，物体A受重力和B对A的支持力，若B对A有摩擦力，则A所受合力不为零，故A不受摩擦力，A正确．答案：A7.如图所示，一物体在五个力作用下保持平衡．现在保持其它力不变,进行如下操作，正确的说法是（）A．如果撤去F1，物体所受的合力大小为2F1,方向和F1B．如果将F1逆时针旋转90°，合力大小将变为eq\r（2）F1C．如果将F5逆时针旋转180°，合力大小将变为eq\r（2)F5D．如果将F2减半，物体不再平衡，合力大小为F2/2解析：由共点力的平衡条件可知,F2、F3、F4、F5的合力应与F1等值反向，撤去F1，其合力大小为F1，故A错；同理,可求得B选项中F1逆时针转过90°，其余4个力的合力大小为F1，两者相互垂直，合力大小为eq\r（2）F1，故B对；又F1、F2、F3、F4的合力与F5等值反向，当F5逆时针转过180°,合力大小为2F5，故C错；F1、F3、F4、F5的合力与F2等值反向，当F2减半时，合力为eq\f（F2,2），故D对．答案:BD8．一氢气球下系一小重物G，重物只在重力和绳的拉力作用下做匀速直线运动,不计空气阻力和风力影响，而重物运动的方向如图中箭头所示的虚线方向，图中气球和重物G在运动中所处的位置可能是(）解析：重物G受到重力和绳的拉力的共同作用，由力的平衡可知，二力必定反向，所以悬线是竖直的．答案:A9．(选做题）如图所示,用一根绕过定滑轮的细绳把质量分别为m和M的两个物块P和Q拴在一起处于静止．现使物块Q沿水平地面向右移动一小段距离后再次静止，则与原来静止时相比，下列关于力的变化的结论正确的是（)A．细绳的张力不变,Q的合力不变B．细绳的张力变大，Q的合力不变C．地面的摩擦力一定减小，Q的合力变小D．地面的支持力一定减小，Q的合力不变解析：对物体P受力分析可知，细绳的张力大小T＝mg，移动前后相同;物体Q由于两次都静止，由共点力平衡条件知Q的合力为0，故A对，B、C错;对物体Q受力分析：N＋Tsinθ＝Mg①Tcosθ＝f②T＝mg，代入①式得N＝Mg－mgsinθ,向右移动，θ变小，可得出结论：支持力N变大，故D错．答案：A二、非选择题10．质量为30kg的小孩坐在10kg的雪橇上，大人用与水平方向成θ＝37°斜向上的大小为100N的拉力拉雪橇，使雪橇沿水平地面做匀速运动(sin37°＝0。6，cos37°＝0。8，g取10N/kg）,求：（1）地面对雪橇的支持力大小．(2)雪橇与水平地面的动摩擦因数的大小．解析:(1)对小孩和雪橇整体受力分析得：竖直方向:Fsinθ＋N＝mg解得N＝mg－Fsinθ＝340N(2)水平方向：Fcosθ－f＝0，f＝μN解得：μ＝eq\f(4,17)＝0.24.答案：（1)300N(2)0。2411。如图所示，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μ，若要使物体沿墙向上匀速运动，试求外力F的大小．解析:物体向上运动，受力分析如图所示，建立如图所示的坐标系．由共点力平衡条件得：Fcosα－N＝0①Fsinα－f－mg＝0②又f＝μN③由①②③得,F＝eq\f（mg，sinα－μcosα）.答案：eq\f（mg,sinα－μcosα)12．（选做题）如图所示，质量为m1的物体甲通过三段轻绳悬挂，三段轻绳的结点为O.轻绳OB水平且B端与放置在水平面上的质量为m2的物体乙相连，轻绳OA与竖直方向的夹角θ＝37°，物体甲、乙均处于静止状态．(已知：sin37°＝0.6，cos37°＝0。8，tan37°＝0.75。g取10m/s2。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)求：(1）轻绳OA、OB受到的拉力大小是多大?（2)物体乙受到的摩擦力是多大?方向如何？(3)若物体乙的质量m2＝4kg,物体乙与水平面之间的动摩擦因数为μ＝0。3,则欲使物体乙在水平面上不滑动,物体甲的质量m1最大不能超过多少？解析：（1）解法一分解法．以O点为研究对象并进行受力分析，建立如图所示的坐标系，则TOAcosθ＝m1gTOAsinθ＝TOB解得:TOA＝eq\f(m1g，cosθ）＝eq\f（5,4）m1gTOB＝m1gtanθ＝eq\f(3，4）m1g解法二合成法．合成TOB与m1g，合力F＝TOA.则TOA＝eq\f(m1g，cosθ）＝eq\f（5,4）m1gTOB＝m1gtanθ＝eq\f（3，4）m1g。（2)物体乙静止，乙所受摩擦力f＝TOB＝eq\f（3,4)m1g方向水平向左．（3）物体乙所受最大摩擦力fmax＝μm2g当TOB′＝fmax