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

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1、課時分層作業(yè)(十九)　共點力作用下物體的平衡 (時間：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的磨石對斜壁進行打磨，當(dāng)對磨石加豎直向上的推力F時，磨石恰好沿斜壁向上勻速運動，如圖所示．已知磨石與斜壁之間的動摩擦因數(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動，故磨石與斜壁間的摩擦力是滑動摩擦力，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　[三個力作用在物體上，若其中一個力在其余兩個力的合力范圍內(nèi)，則這三個力可能會合力為零，故選項A正確，選項B、C、D錯誤．] 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　[葡萄枝對蝸牛的作用力與蝸牛的重力大小相等，方向相反，C對．] 4．搬運工用磚卡搬磚頭時，磚卡對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)所有接觸面間的動摩擦因數(shù)均為μ，則第二塊磚對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作為一個小的整體隔離出來，則它們受三個力的作用，重力2mg、磚卡對它們向上的摩擦力mg、磚塊3對它們的摩擦力．物體在三個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)對稱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，向左做勻速直線運動，如圖所示，則物體受到的拉力T與地面對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的沙袋用不可伸長的輕繩懸掛在支架上，一練功隊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，則練功隊員對沙袋施加的作用力大小為(　　) A. B.mg C.mg D.mg A　[如圖建立直角坐標系對沙袋進行受力分析，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 B．P靜止不動 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B、D正確，選項A、C錯誤

7、．如果將P、Q兩物體視為一個整體，則更容易得正確的選項為B、D.] [等級過關(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質(zhì)量為m的圓環(huán)，圓環(huán)通過輕繩拉著一個質(zhì)量為M的物體，在圓環(huán)沿滑桿向下滑動的過程中，懸掛物體的輕繩始終處于豎直方向．則 (　　) A．環(huán)只受三個力作用 B．環(huán)一定受四個力作用 C．物體做勻加速運動 D．懸繩對物體的拉力小于物體的重力 B　[以物體為研究對象，物體沿滑桿向下做直線運動，加速度為零或加速度與速度在同一直線上，而物體受到豎直向下重力和繩子豎直向上的拉力，這兩個力的合力必為零，說明物體做勻速直線運動，則環(huán)也做勻速直

8、線運動，環(huán)受到重力、繩子豎直向下的拉力、滑桿的支持力和滑動摩擦力，共四個力作用，故A、C錯誤，B正確；由平衡得到，懸繩對物體的拉力等于物體的重力，故D錯誤．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動，如圖所示，已知木塊與地面間的動摩擦因數(shù)為μ，那么木塊受到的滑動摩擦力應(yīng)為下列各值的哪個(　　) A．μmg B．μ(mg＋Fsin θ) C．μ(mg－Fsin θ) D．Fcos θ BD　[木塊勻速運動時受四個力的作用： 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、塊做勻速直線運動，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，得f＝μ(mg＋Fsin θ)．] 3．(多選)如圖所示，一個質(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，用兩根細線把A、B兩小球懸掛在天花板上的同一點O，并用第三根細線連接A、B兩小球，然后用某個力F作用在小球A上，使三根細線均處于直線狀態(tài)，且OB細線恰好沿豎直方向，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細線豎直隱含著重要條件：細線BA中的拉力為零．所以A球受到OA細線的拉力、自身重力、某外力F三個力而處于平衡狀

11、態(tài)，故B、C兩項正確．] 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，求推力F的大小(認為物塊與墻之間為最大靜摩擦力等于滑動摩擦力)． [解析]　由于物塊剛好靜止，物塊與墻之間為最大靜摩擦力，可認為是滑動摩擦力，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 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物體與斜面間的動摩擦因數(shù)為0.1，那么對A施加一個多大的水平力F，可使物體A在斜面上勻速運動？ [解析]　(1)若物體沿斜面向上勻速運動時，它受到的摩擦力沿斜面向下，分析其受力，選取坐標軸如圖所示，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＝μN③ 由①②③解得F＝≈0.72G. (2)若物體沿斜面向下勻速運動時，它受到的摩擦力沿斜面向上，選取坐標軸如圖所示，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＝μN⑥ 由④⑤⑥解得F＝≈0.45G. [答案]　0.72G，物體沿斜面向上勻速運動　0.45G，物體沿斜面向下勻速運動 - 6 -