2019-2020學(xué)年高中物理 課時(shí)分層作業(yè)19 共點(diǎn)力作用下物體的平衡（含解析）教科版必修1

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1、課時(shí)分層作業(yè)(十九)　共點(diǎn)力作用下物體的平衡 (時(shí)間：40分鐘　分值：100分) [合格基礎(chǔ)練] 選擇題(本題共8小題，每小題6分) 1.在建筑裝修中，工人用質(zhì)量為m的磨石對(duì)斜壁進(jìn)行打磨，當(dāng)對(duì)磨石加豎直向上的推力F時(shí)，磨石恰好沿斜壁向上勻速運(yùn)動(dòng)，如圖所示．已知磨石與斜壁之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，則磨石受到的摩擦力是(　　) A．(mg－F)sin θ B．(F＋mg)cos θ C．μ(F－mg)cos θ D．μ(F－mg)sin θ D　[作出如圖所示的受力分析圖，F(xiàn)與mg的合力向上，其沿斜面的分力與摩擦力平衡．故有(F－mg)cos θ＝Ff，(F－mg)sin θ＝FN，

2、由于磨石恰好沿斜壁向上做勻速運(yùn)動(dòng)，故磨石與斜壁間的摩擦力是滑動(dòng)摩擦力，所以Ff＝μ(F－mg)sin θ，D正確．] 2．同一物體在下列幾組共點(diǎn)力作用下可能處于靜止?fàn)顟B(tài)的是 (　　) A．3 N、4 N、5 N　 B．3 N、5 N、9 N C．4 N、6 N、11 N D．5 N、6 N、12 N A　[三個(gè)力作用在物體上，若其中一個(gè)力在其余兩個(gè)力的合力范圍內(nèi)，則這三個(gè)力可能會(huì)合力為零，故選項(xiàng)A正確，選項(xiàng)B、C、D錯(cuò)誤．] 3．如圖所示，一只蝸牛沿著葡萄枝緩慢爬行，若葡萄枝的傾角為α，則葡萄枝對(duì)重為G的蝸牛的作用力大小為(　　) A．Gsin α B．Gcos α

3、 C．G D．小于G C　[葡萄枝對(duì)蝸牛的作用力與蝸牛的重力大小相等，方向相反，C對(duì)．] 4．搬運(yùn)工用磚卡搬磚頭時(shí)，磚卡對(duì)磚頭的水平作用力為F，如圖所示，每塊磚的質(zhì)量為m，設(shè)所有接觸面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ，則第二塊磚對(duì)第三塊磚的摩擦力大小為 (　　) A. B. C．μF D．2mg A　[先整體分析，將五塊磚作為一個(gè)整體可知，磚塊1的左側(cè)面和磚塊5的右側(cè)面所受摩擦力大小相等，均為mg，方向均為豎直向上．然后將磚塊1、2作為一個(gè)小的整體隔離出來(lái)，則它們受三個(gè)力的作用，重力2mg、磚卡對(duì)它們向上的摩擦力mg、磚塊3對(duì)它們的摩擦力．物體在三個(gè)力作用下處于平衡狀態(tài)，因此，

4、第二塊磚和第三塊磚之間的摩擦力為，故A正確．] 5．如圖所示，兩根等長(zhǎng)的輕繩將日光燈懸掛在天花板上，兩繩與豎直方向的夾角都為45°，日光燈保持水平，所受重力為G，左右兩繩的拉力大小分別為 (　　) A．G和G B.G和G C.G和G D.G和G B　[根據(jù)對(duì)稱(chēng)性知兩繩拉力大小相等，設(shè)為F，日光燈處于平衡狀態(tài)，由2Fcos 45°＝G解得F＝G，B項(xiàng)正確．] 6．物體受到與水平方向成30°角的拉力T的作用，向左做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，如圖所示，則物體受到的拉力T與地面對(duì)物體的摩擦力的合力的方向是 (　　) A．向上偏左 B．向上偏右 C．豎直向上 D．豎直向

5、下 C　[物體受重力mg、拉力T、支持力N和摩擦力f共同作用處于平衡狀態(tài)，則四個(gè)力的合力為零，即有f與T的合力的大小等于重力和支持力的合力的大小，方向相反．] 7．如圖所示，一質(zhì)量為m的沙袋用不可伸長(zhǎng)的輕繩懸掛在支架上，一練功隊(duì)員用垂直于繩的力將沙袋緩慢拉起使繩與豎直方向的夾角為θ＝30°，且繩繃緊，則練功隊(duì)員對(duì)沙袋施加的作用力大小為(　　) A. B.mg C.mg D.mg A　[如圖建立直角坐標(biāo)系對(duì)沙袋進(jìn)行受力分析，由平衡條件有 Fcos 30°－Tsin 30°＝0 Tcos 30°＋Fsin 30°－mg＝0 聯(lián)立可解得F＝ 故選A.] 8．(

6、多選)如圖所示，物體P靜止于固定的斜面上，P的上表面水平．現(xiàn)把物體Q輕輕地疊放在P上，則 (　　) A．P向下滑動(dòng) B．P靜止不動(dòng) C．P所受的合外力增大 D．P與斜面間的靜摩擦力增大 BD　[設(shè)斜面傾角為θ，P、Q的質(zhì)量分別為M、m，因物體P靜止于固定的斜面上，則動(dòng)摩擦因數(shù)μ≥tan θ，所受合外力F1＝0，靜摩擦力f1＝Mgsin θ，把物體Q輕輕地疊放在P上，選整體為研究對(duì)象，則(M＋m)gsin θ≤μ(M＋m)gcos θ，故P、Q仍處于靜止?fàn)顟B(tài)．P所受的合外力F2＝0，即F1＝F2，P與斜面間的靜摩擦力f2＝(M＋m)gsin θ>f1，故選項(xiàng)B、D正確，選項(xiàng)A、C錯(cuò)誤

7、．如果將P、Q兩物體視為一個(gè)整體，則更容易得正確的選項(xiàng)為B、D.] [等級(jí)過(guò)關(guān)練] 一、選擇題(本題共4小題，每小題6分) 1．如圖在傾斜的滑桿上套一個(gè)質(zhì)量為m的圓環(huán)，圓環(huán)通過(guò)輕繩拉著一個(gè)質(zhì)量為M的物體，在圓環(huán)沿滑桿向下滑動(dòng)的過(guò)程中，懸掛物體的輕繩始終處于豎直方向．則 (　　) A．環(huán)只受三個(gè)力作用 B．環(huán)一定受四個(gè)力作用 C．物體做勻加速運(yùn)動(dòng) D．懸繩對(duì)物體的拉力小于物體的重力 B　[以物體為研究對(duì)象，物體沿滑桿向下做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，加速度為零或加速度與速度在同一直線(xiàn)上，而物體受到豎直向下重力和繩子豎直向上的拉力，這兩個(gè)力的合力必為零，說(shuō)明物體做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，則環(huán)也做勻速直

8、線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，環(huán)受到重力、繩子豎直向下的拉力、滑桿的支持力和滑動(dòng)摩擦力，共四個(gè)力作用，故A、C錯(cuò)誤，B正確；由平衡得到，懸繩對(duì)物體的拉力等于物體的重力，故D錯(cuò)誤．故選B.] 2．(多選)質(zhì)量為m的木塊在推力F作用下，在水平地面上做勻速運(yùn)動(dòng)，如圖所示，已知木塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，那么木塊受到的滑動(dòng)摩擦力應(yīng)為下列各值的哪個(gè)(　　) A．μmg B．μ(mg＋Fsin θ) C．μ(mg－Fsin θ) D．Fcos θ BD　[木塊勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)受四個(gè)力的作用： 重力mg、支持力N、摩擦力f、推力F.沿水平方向建立x軸，將F進(jìn)行正交分解(如圖所示，這樣建系只需分解F)．由于木

9、塊做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，所以在x軸上，向左的力等于向右的力(水平方向上受力平衡)；在y軸上向上的力等于向下的力(豎直方向上受力平衡)．即Fcos θ＝f，又N＝mg＋Fsin θ，f＝μN(yùn)，得f＝μ(mg＋Fsin θ)．] 3．(多選)如圖所示，一個(gè)質(zhì)量m＝2.0 kg的物體放在傾角θ＝30°的斜面上靜止．若用豎直向上的力F＝5 N提物體，物體仍然靜止(取g＝10 m/s2)．則下列敘述中正確的是(　　) A．物體受到的摩擦力減少5 N B．物體受到的摩擦力減少2.5 N C．物體施加給斜面的合力減少5 N D．物體施加給斜面的合力減少2.5 N BC　[用豎直向上的5 N的力提物

10、體，相當(dāng)于物體的重力減少5 N，所以物體對(duì)斜面的作用力(合力)減少5 N；重力沿斜面向下的分力減少2.5 N，物體仍平衡，則物體受到的摩擦力減少2.5 N，所以B、C正確．] 4．(多選)如圖所示，用兩根細(xì)線(xiàn)把A、B兩小球懸掛在天花板上的同一點(diǎn)O，并用第三根細(xì)線(xiàn)連接A、B兩小球，然后用某個(gè)力F作用在小球A上，使三根細(xì)線(xiàn)均處于直線(xiàn)狀態(tài)，且OB細(xì)線(xiàn)恰好沿豎直方向，兩小球均處于靜止?fàn)顟B(tài)，則該力可能為圖中的 (　　) A．F1 B．F2 C．F3 D．F4 BC　[OB細(xì)線(xiàn)豎直隱含著重要條件：細(xì)線(xiàn)BA中的拉力為零．所以A球受到OA細(xì)線(xiàn)的拉力、自身重力、某外力F三個(gè)力而處于平衡狀

11、態(tài)，故B、C兩項(xiàng)正確．] 二、非選擇題(本題共2小題，共28分) 5．(14分)如圖所示，質(zhì)量為m，橫截面為直角三角形的物塊ABC，∠ABC＝α，AB邊靠在豎直墻上，AB與墻之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，F(xiàn)是垂直于斜面BC的推力，現(xiàn)物塊剛好靜止不動(dòng)，求推力F的大小(認(rèn)為物塊與墻之間為最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力)． [解析]　由于物塊剛好靜止，物塊與墻之間為最大靜摩擦力，可認(rèn)為是滑動(dòng)摩擦力，由平衡條件得： 在x軸方向：N＝Fcos α 在y軸方向：mg＋Fsin α＝f，f＝μN(yùn) 由以上兩式得 F＝. [答案]　 6．(14分)如圖所示，重為G的物體A放在傾角為30°的斜面

12、上，A物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.1，那么對(duì)A施加一個(gè)多大的水平力F，可使物體A在斜面上勻速運(yùn)動(dòng)？ [解析]　(1)若物體沿斜面向上勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，它受到的摩擦力沿斜面向下，分析其受力，選取坐標(biāo)軸如圖所示，將G、F正交分解，由平衡條件知 Fcos 30°－f－Gsin 30°＝0① N－Fsin 30°－Gcos 30°＝0② f＝μN(yùn)③ 由①②③解得F＝≈0.72G. (2)若物體沿斜面向下勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，它受到的摩擦力沿斜面向上，選取坐標(biāo)軸如圖所示，將G、F正交分解，由平衡條件知 Fcos 30°＋f－Gsin 30°＝0④ N－Fsin 30°－Gcos 30°＝0⑤ f＝μN(yùn)⑥ 由④⑤⑥解得F＝≈0.45G. [答案]　0.72G，物體沿斜面向上勻速運(yùn)動(dòng)　0.45G，物體沿斜面向下勻速運(yùn)動(dòng) - 6 -