高中物理课时练习4-3共点力的平衡

十八共点力的平衡【基础全面练】(20分钟50分)一、选择题(本题共6小题，每小题6分，共36分)1．一个物体受到三个共点力的作用，如果三个力的大小为如下各组情况，那么有可能使物体处于平衡状态的是()A．1N4N7N B．2N6N9NC．2N5N8N D．6N8N6N【解析】选D。能否使物体处于平衡状态，要看三个力的合力是否可能为零，方法是两个较小力加起来是否大于或等于最大的那个力，如果是就可能。因为两个力的合力范围是|F1－F2|≤F≤F1＋F2，若F3在此范围内，就可能与F平衡，故D正确。2．在下列图中，能表示物体处于平衡状态的是()【解析】选C。受力平衡即物体加速度为零，只有C符合。3.如图所示，小强用与水平方向成θ角的轻绳拉木箱，未拉动，此时绳中拉力为F，则木箱所受摩擦力的大小为()A．FcosθB．FsinθC．0D．F【解析】选A。对木箱受力分析，根据平衡条件：水平方向Ff＝Fcosθ。4.如图所示，物块A放在倾斜的木板上，已知木板的倾角α分别为30°和45°时物块所受摩擦力的大小恰好相同，则物块和木板间的动摩擦因数为()A．eq\f(1,2)B．eq\f(\r(3),2)C．eq\f(\r(2),2)D．eq\f(\r(5),2)【解析】选C。由题意可以判断出，当倾角α＝30°时，物块受到的摩擦力是静摩擦力，大小为f1＝mgsin30°，当α＝45°时，物块受到的摩擦力为滑动摩擦力，大小为f2＝μN＝μmgcos45°，由f1＝f2解得μ＝eq\f(\r(2),2)，C正确。5.如图所示，一轻绳的两端分别固定在不等高的A、B两点，现用另一轻绳将一物体系于O点，设轻绳AO、BO相互垂直，与水平线的夹角分别为α、β，α＞β，且两绳中的拉力分别为FA、FB，物体受到的重力为G，下列表述正确的是()A．FA一定大于GB．FA一定大于FBC．FA一定小于FBD．FA与FB大小之和一定等于G【解析】选B。对物体受力分析如图所示，由三力平衡的知识可知，FA、FB的合力大小等于G，方向竖直向上，FA＝Gsinα，FB＝Gsinβ。故FA一定小于G，A错误；因为α＞β，故FA一定大于FB，B正确，C错误；FA与FB大小之和一定大于G，D错误。6.如图所示，质量为m的木块A放在斜面体B上，若A和B沿水平方向以相同的速度v0一起向左做匀速直线运动，则A和B之间的相互作用力大小为()A．mg B．mgsinθC．mgcosθ D．0【解析】选A。选取A为研究对象，因为A水平向左做匀速直线运动，所以其所受力的合力为零，斜面体B对A的作用力与A的重力等大反向，故A和B之间的相互作用力大小为mg，故A选项正确。二、计算题(14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)7.两个物体A和B，质量分别为M和m，用跨过定滑轮的轻绳相连，A静止于水平地面上，如图所示，不计摩擦力，A对绳的作用力的大小与地面对A的作用力的大小分别是多少？【解析】先研究B，B受重力mg和绳的拉力T，B处于平衡状态，故T＝mg，即B对绳的拉力大小等于mg。再分析绳受力，A拉绳的力与B拉绳的力是一对平衡力，因此A对绳的作用力的大小也是mg。再分析A，A受向下的重力Mg，绳、地面对A的向上的力分别为T′、N，T′＝T列平衡方程得T′＋N＝Mg，所以N＝Mg－T′，即N＝(M－m)g。答案：mg(M－m)g【综合突破练】(15分钟40分)8.(9分)如图所示，一光滑斜面固定在地面上，重力为G的物体在一水平推力F的作用下处于静止状态。若斜面的倾角为θ，则()A．F＝GcosθB．F＝GsinθC．物体对斜面的压力N＝GcosθD．物体对斜面的压力N＝eq\f(G,cosθ)【解析】选D。物体受力如图所示：根据平衡条件，F、N′的合力与重力等大反向，则有F＝Gtanθ，N＝N′＝eq\f(G,cosθ)，故只有D选项正确。9.(9分)(2021·青岛高一检测)如图所示，用筷子把一粒豆子夹住并处于静止状态，以下说法正确的是()A．若筷子水平，则豆子受到三个力的作用B．若筷子竖直，则豆子受到两个力的作用C．若筷子与水平面成一角度，则豆子受到筷子的作用力与重力等大反向D．若增大筷子与水平面的夹角，则豆子受到的摩擦力将减小【解析】选C。无论筷子水平或竖直，每根筷子对豆子都有一个摩擦力作用，每根筷子都对豆子有一个弹力作用，豆子受竖直向下的重力作用，此时豆子受5个力作用，故A、B错误；若筷子与水平面成一角度，此时豆子静止处于平衡状态，豆子受重力与筷子的作用力，由平衡条件可知，豆子受到筷子的作用力与重力等大反向，故C正确；设豆子的质量为m，筷子与水平面间的夹角为θ，设筷子对豆子的摩擦力为f，豆子静止处于平衡状态，由平衡条件得：f＝mgsinθ，若增大筷子与水平面的夹角θ，则豆子受到的摩擦力将增大，故D错误。10．(9分)(多选)如图所示，水平直杆OP右端固定于竖直墙上的O点，长为L＝2m的轻绳一端固定于直杆P点，另一端固定于墙上O点正下方的Q点，OP长为d＝1.2m，重为8N的钩码由光滑挂钩挂在轻绳上处于静止状态，则轻绳的弹力大小为()A．10NB．8NC．6ND．5N【解析】选D。设挂钩所在处为N点，延长PN交墙于M点，如图所示：同一条绳子拉力相等，根据对称性可知两边的绳子与竖直方向的夹角相等，设为α，则根据几何关系可知NQ＝MN，即PM等于绳长；根据几何关系可得：sinα＝eq\f(PO,PM)＝eq\f(1.2,2)＝0.6，则α＝37°根据平衡条件可得：2Tcosα＝mg。解得：T＝5N，故D正确，A、B、C错误。11.(13分)如图所示，重为500N的人通过跨过定滑轮的轻绳牵引重为200N的物体，当绳与水平面成60°角时，物体静止。不计滑轮与绳的摩擦，求地面对人的支持力和摩擦力的大小。【解析】人与物体静止，所受合力皆为零，对物体受力分析得，绳的拉力F1＝200N；对人受力分析，人受四个力作用，重力G、拉力F1、支持力N、摩擦力f，根据平衡条件可得：水平方向：f＝F1cos60°＝200×eq\f(1,2)N＝100N竖直方向：N＝G－F1sin60°＝100(5－eq\r(3))N。答案：100(5－eq\r(3))N100N【创新应用练】(5分钟10分)12．风筝(如图甲所示)是借助于风对其作用力和牵线对其拉力的作用，才得以在空中处于平衡状态的。如图乙所示风筝平面AB与水平面的夹角为30°，牵线与风筝平面AB的夹角为53°，风筝质量为300g，求风对风筝作用力的大小。(设风对风筝的作用力与风筝平面垂直，g取10m/s2，已知sin53°＝0.8，sin37°＝0.6)【解析】风筝平衡时共受到三个力作用，即重力mg、风对它的作用力F和牵线对它