新教材2024-2025学年高中物理第4章力与平衡第3节共点力的平衡分层作业鲁科版必修第一册

第3节共点力的平衡A级必备学问基础练1.如图所示,重力为20N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.10N B.17N C.20N D.30N2.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的拉力状况,下列推断正确的是()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OB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.如图所示,A、B为同一水平线上的两个相同的绕绳轮子。现按箭头方向以相同的速度缓慢转动A、B,使重物C缓慢上升。在此过程中绳上的拉力大小()A.保持不变B.渐渐减小C.渐渐增大D.先减小后增大4.如图所示,质量为m的木块静止地放在半径为R的半球体上,半球体与木块均处于静止状态,已知木块与半球体间的动摩擦因数为μ,木块与球心的连线与水平地面的夹角为θ,则下列说法正确的是()A.地面对半球体的摩擦力方向水平向左B.木块对半球体的压力大小为mgcosθC.木块所受摩擦力大小为mgcosθD.木块所受摩擦力大小为μmgcosθ5.如图所示,用相同的弹簧测力计将同一个重物,分别按甲、乙、丙三种方式悬挂起来,读数分别为F1、F2、F3、F4,已知θ=30°,则有()A.F4最大 B.F2=F3C.F2最大 D.F1最小6.(多选)如图所示,轻质光滑的滑轮两侧用细绳连着两个物体A与B,物体B放在水平地面上,A、B均静止。已知A和B的质量分别为mA、mB,绳与水平方向的夹角为θ,则()A.物体B受到的摩擦力可能为零B.物体B受到的摩擦力为mAgcosθC.物体B对地面的压力可能为零D.物体B对地面的压力为mBg-mAgsinθ7.(2024河南郑州高一期末)如图所示,倾角为θ=30°的斜面体固定在水平地面上,质量为m=0.2kg的物体在平行于斜面体底边、大小为F=3N的水平力作用下静止于斜面上。重力加速度g取10m/s2。该物体受到的摩擦力大小为N。

8.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=1kg,斜面倾角θ=30°,悬线与竖直方向夹角α=30°,光滑斜面的质量为3kg,置于粗糙水平面上,g取10m/s2。求:(1)悬线、斜面分别对小球的作用力大小;(2)地面对斜面的摩擦力的大小和方向。B级关键实力提升练9.(2024浙江宁波高一模拟)如图所示,用筷子夹质量为m的光滑小球,两根筷子与小球球心均在竖直平面内,两根筷子和竖直方向的夹角均为θ,下列说法正确的是()A.两根筷子对小球作用力的合力的方向垂直于筷子B.每根筷子对小球的弹力均为mgC.若要以同样大小的弹力夹起一更重的光滑小球,应增大夹角θD.若要以同样大小的弹力夹起一更重的光滑小球,应减小夹角θ10.一个简易起吊设施的示意图如图所示,AC是质量不计的轻杆,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T越来越大B.BC绳中的拉力T越来越小C.AC杆中的支撑力N越来越大D.AC杆中的支撑力N越来越小11.如图所示为一重力G=5N的充气风筝(其重心在O点)受水平方向的风力F风、竖直方向的浮力F浮及风筝线拉力T的作用,处于平衡状态,此时风筝线与水平方向的夹角α=37°,已知风筝所受的浮力F浮=35N,sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:(1)风筝所受风筝线拉力T的大小;(2)风筝所受水平风力F风的大小。12.一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100N且沿斜面对上时,物体恰能沿斜面对上匀速运动;当此力为20N且沿斜面对下时,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的大小。

第3节共点力的平衡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对下的分力,故F=mgsin30°=20×122.B以结点O为探讨对象,分析受力状况,作出受力分析图如图所示。作出G和TOB的合力F,由平衡条件得,F=TOA。由图看出,TOA>TOB,即OA绳的拉力大于OB绳的拉力,OA绳的拉力大于重力,但OB绳的拉力不肯定大于重力。故B正确。3.C设绳子与竖直方向的夹角为θ,对重物进行受力分析后,可得2Tcosθ=G,则T=G2cosθ。在重物C缓慢上升的过程中,夹角θ渐渐增大,cosθ渐渐减小,则4.C以木块和半球体整体为探讨对象,整体处于静止状态,而水平方向不受外力,故半球体不受地面的摩擦力,故A错误;对木块受力分析,如图所示,木块受到重力、支持力及摩擦力,三力作用下木块处于平衡状态,则合力为零,木块对半球面的压力为mgsinθ,故B错误;木块受到的摩擦力沿切线方向,沿切线的重力的分力与摩擦力大小相等,即f=mgcosθ,故D错误,C正确。5.C由平衡条件可知F1=mgtanθ,F2cosθ=mg,2F3cosθ=mg,F4=mg,得F1=33mg,F2=233mg,F3=6.BD对B受力分析如图所示,则水平方向上f=Tcosθ,又T=mAg,所以f=mAgcosθ,A错误,B正确;竖直方向上NB+Tsinθ=mBg,所以NB=mBg-Tsinθ=mBg-mAgsinθ,C错误,D正确。7.解析依据题意,对物体受力分析可知,物体受重力、支持力、水平力F以及摩擦力的作用而处于平衡状态,将重力分解为垂直于斜面和沿斜面的两个分力,依据平衡条件可知,在沿斜面方向上,重力的分力mgsinθ与水平力F以及摩擦力的合力为零,则摩擦力大小等于F与mgsinθ的合力,由几何关系可知,该物体受到的摩擦力大小为f=F2+答案28.解析(1)以小球为探讨对象,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Tsin30°=Nsin30°,竖直方向Tcos30°+Ncos30°=mg,解得N=T=12(2)以斜面为探讨对象,受力分析如图乙所示,因为斜面静止,所以f=N'sin30°=Nsin30°=1033×1答案(1)1033N(2)539.C对小球受力分析结合平衡条件可知,两根筷子对小球作用力的合力与小球的重力等大反向,即两根筷子对小球作用力的合力的方向竖直向上,故A错误;对小球受力分析,筷子对小球的两个压力,小球的重力,如图所示在竖直方向上有2F1sinθ=mg,解得F1=F2=mg2sinθ,故B错误;若要以同样大小的弹力夹起一更重的光滑小球,则弹力不变,mg变大,应增大夹角10.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相像。依据相像三角形的性质得TBC=NAC=GAB,解得BC绳中的拉力T=GBCAB,AC杆中的支撑力N=GACAB。由于重物P向上运动时,AB11.解析(1)以风筝为探讨对象,受力分析如图所示竖直方向依据平衡条件可得G+Tsin37°=F浮解得T=50N。(2)水平方向依据平衡条件可得Tcos37°=F风解得F风=40N。答案(1)50N(2)40N12.解析物体沿斜面对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F1-f1-mgsinα=0y轴mgcosα-N1=0又f1=μN1甲乙物体沿斜面对下运动时受力分析如图乙所示。