2019-2020学年新教材高中物理课时跟踪训练十八共点力的平衡含解析新人教版必修第一册

PAGE5-课时跟踪训练(十八)共点力的平衡A级—学考达标1．关于共点力，下列说法不正确的是()A．作用在一个物体上的两个力，如果大小相等，方向相反，那么这两个力是共点力B．作用在一个物体上的两个力，如果是一对平衡力，那么这两个力是共点力C．作用在一个物体上的几个力，如果它们的作用点不在同一点上，那么这几个力也可能是共点力D．作用在一个物体上的几个力，如果它们的作用线可以汇交于一点，那么这几个力是共点力解析：选A作用在一个物体上的几个力，如果作用在物体的同一点或者虽不作用在物体的同一点，但力的作用线交汇于一点，那么这几个力是共点力，所以选项C、D正确；大小相等、方向相反的力不一定作用在同一点，但一对平衡力必作用于同一物体的同一直线上，是共点力，所以选项A错误，B正确。2．若某一物体受共点力作用处于平衡状态，则该物体()A．一定是静止的B．一定做匀速直线运动C．所受各共点力的合力可能不为零D．所受各共点力的合力为零解析：选D物体处于平衡状态时，物体可能静止或做匀速直线运动，选项A、B错误；此时所受各共点力的合力一定为零，选项C错误，D正确。3．如图所示的几种情况中，不计绳、弹簧测力计、各滑轮的质量，不计一切摩擦，物体质量都为m，且均处于静止状态，有关角度图中已标出。弹簧测力计的示数FA、FB、FC、FD由大到小的排列顺序是()A．FB＞FD＞FA＞FC B．FD＞FC＞FB＞FAC．FD＞FB＞FA＞FC D．FC＞FD＞FB＞FA解析：选C由平衡条件知FA＝mgsin45°＝eq\f(\r(2),2)mg，FB＝mg，FC＝mgsin30°＝eq\f(mg,2)，FD＝eq\f(mg,2sin15°)>mg，所以选项C正确。4．重型自卸车利用液压装置使车厢缓慢倾斜到一定角度，车厢上的石块就会自动滑下。以下说法正确的是()A．在石块下滑前后自卸车与石块整体的重心位置不变B．自卸车车厢倾角越大，石块与车厢间的动摩擦因数越小C．自卸车车厢倾角变大，车厢与石块间的正压力减小D．石块开始下滑时，受到的摩擦力大于重力沿斜面方向的分力解析：选C石块下滑后，整体的重心位置降低，A错误；动摩擦因数由接触面的材料和粗糙程度决定，与倾角大小无关，B错误；石块受力如图所示，FN＝mgcosθ，倾角θ变大时正压力减小，C正确；石块开始下滑时，受到的摩擦力小于重力沿斜面方向的分力，D错误。5.如图所示，用三根等长的轻质细链悬拉花盆，花盆与墙壁未接触，连接处间距相等。已知花盆所受的重力为G，每根轻质细链和竖直方向都成30°角，则每根轻质细链对花盆的拉力大小为()A.eq\f(1,3)G B.eq\f(1,6)GC.eq\f(2\r(3),9)G D．G解析：选C设每根轻质细链对花盆的拉力大小为F，由平衡条件得：3Fcos30°＝G，解得：F＝eq\f(2\r(3),9)G，故C正确。6．如图所示，A、B、C是三个完全相同的物体，A、B两物体受拉力F1、F2作用，C物体受推力F3作用，三物体均在同一水平面上做匀速运动。下列说法不正确的是()A．A物体对地面的压力最小B．B物体对地面的压力与其所受的重力大小相等C．C物体所受的摩擦力最大D．它们所受合外力不相等解析：选D设三个物体所受的重力均为G，将A、C两个物体所受的拉力和推力分解为水平和竖直两个方向，则由平衡条件知三个物体对地面的压力大小分别为FNA＝G－F1y，FNB＝G，FNC＝G＋F3y，故A物体对地面的压力最小，B物体对地面的压力与其所受的重力大小相等，C物体对地面的压力最大，故A、B正确；三物体均在同一水平面上匀速运动，它们所受合外力都等于0，由摩擦力公式Ff＝μFN，μ相同，所以C物体所受的摩擦力最大，故C正确，D错误。7.如图所示，氢气球受风力与浮力作用而使拉住它的细绳与地面的夹角为θ，在细绳被剪断的瞬间，气球所受外力的合力为(氢气球受到的重力忽略不计)()A．与原来细绳的拉力大小相等，方向相同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．与原来细绳的拉力方向相反，大小等于风力与浮力的合力解析：选D对氢气球受力分析，氢气球受到三个力的作用：竖直向上的浮力、风力、沿着细绳方向的拉力，三个力的合力为零，故风力和浮力的合力与细绳的拉力等大、反向；当把细绳剪断后瞬间，氢气球受到的风力和浮力和没剪断细绳之前相等，所以两者的合力沿着原来细绳拉力的反方向，即与原来细绳的拉力大小相等，方向相反，故选项D正确，A、B、C错误。8.如图所示，建筑装修中，工人用质量为m的磨石对斜壁进行打磨，当对磨石加竖直向上大小为F的推力时，磨石恰好沿斜壁向上匀速运动。已知磨石与斜壁之间的动摩擦因数为μ，则磨石受到的摩擦力是()A．(F－mg)sinθ B．μ(F－mg)sinθC．μ(F－mg)cosθ D．μ(F－mg)解析：选B对磨石进行受力分析，如图所示，由平衡条件，沿斜壁方向：(F－mg)·cosθ＝Ff；垂直于斜壁方向：压力FN＝(F－mg)sinθ，故摩擦力Ff＝μFN＝μ(F－mg)sinθ，选项B正确。9．如图所示，在倾角θ＝37°的固定斜面上，用一水平力F推一质量为m＝10kg的物体，欲使物体沿斜面做匀速运动，已知物体与斜面间的动摩擦因数μ＝0.2，求F的大小(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g＝10m/s2)。解析：若物体沿斜面向上做匀速运动，受力分析如图甲所示根据平衡条件：Fcosθ＝Ff＋mgsinθFN＝mgcosθ＋FsinθFf＝μFN解得：F≈112N。若物体沿斜面向下做匀速运动，受力分析如图乙所示根据平衡条件：Fcosθ＋Ff′＝mgsinθFN′＝Fsinθ＋mgcosθFf′＝μFN′解得：F≈48N。答案：112N或48NB级—选考提能10.体育器材室里，篮球摆放在如图所示的球架上。已知球架的宽度为d，每只篮球的质量为m、直径为D，不计球与球架之间摩擦，则每只篮球对一侧球架的压力大小为()A.eq\f(1,2)mg B.eq\f(mgD,d)C.eq\f(mgD,2\r(D2－d2)) D..eq\f(2mg\r(D2－d2),D)解析：选C以任意一只篮球为研究对象，受力分析如图所示，设球架对篮球的支持力FN与竖直方向的夹角为α。由几何知识得：cosα＝eq\f(\r(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(D,2)))2－\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,2)))2),\f(D,2))＝eq\f(\r(D2－d2),D)，根据平衡条件得：2FNcosα＝mg，解得：FN＝eq\f(mgD,2\r(D2－d2))，由牛顿第三定律得，篮球对球架的压力大小为：FN′＝FN＝eq\f(mgD,2\r(D2－d2))，故C正确。11.如图所示，重力为G的圆柱体A被平板B夹在板与墙壁之间，平板B与底座C右端用铰链相连，左端由液压器D调节高度，以改变平板B与水平底座C间的夹角θ；B、C及D的总重力也为G，底座C与水平地面间的动摩擦因数为μ(0.5<μ<1)，平板B的上表面及墙壁是光滑的。底座C与地面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则下列说法正确的是()A．C与地面间的摩擦力总等于2μG不变B．θ角增大时，地面对C的摩擦力总增大C．要保持底座C静止不动，应满足tanθ>2μD．若保持θ＝45°不变，圆柱体所受的重力增大ΔG，仍要保持底座C静止，则ΔG的最大值ΔGm＝eq\f(2μ－1,1－μ)G解析：选D对A进行受力分析，如图甲所示。根据平衡条件得FN＝eq\f(G,cosθ)，对B、C及D整体进行受力分析，如图乙所示，由牛顿第三定律知FN′＝FN，当B、C及D整体静止时，摩擦力f＝FN′sinθ＝Gtanθ，FN1＝FN′cosθ＋G＝2G，当θ角增大时，地面对C的摩擦力增大，当摩擦力超过最大静摩擦力后，变为滑动摩擦力，此时f滑＝μFN1＝2μG，故A、B错误；要保持底座C静止不动，则f≤f滑，即Gtanθ≤2μG，解得tanθ≤2μ，故C错误；若保持θ＝45°不变，圆柱体所受的重力增大ΔG，保持底座C静止，底座C受到的静摩擦力刚好达到最大静摩擦力，此时ΔG有最大值，根据平衡条件有(G＋ΔGm)tan45°＝μ(2G＋ΔGm)，解得ΔGm＝eq\f(2μ－1,1－μ)G，故D正确。12.物体的质量为2kg，两根轻绳AB和AC的一端连接于竖直墙上(B、C在同一竖直线上)，另一端系于物体上，在物体上另施加一个与水平方向成θ＝60°角的斜向上的拉力F。若要使两绳都能伸直，如图所示，伸直时绳AC与墙面垂直，绳AB与绳AC间夹角也为θ＝60°，求拉力F的取值范围(g取10m/s2)。解析：物体的受力分析如图所示，由平衡条件得Fsinθ＋F1sinθ－mg＝0Fcosθ－F2－F1cosθ＝0解得F＝eq\f(mg,sinθ)－F1F＝eq\f(F2,2cosθ)＋eq\f(mg,2