2019-2020年高中物理 5.3 力的平衡 5.4 平衡條件的應(yīng)用同步精練 魯科版必修1.doc
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2019-2020年高中物理 5.3 力的平衡 5.4 平衡條件的應(yīng)用同步精練 魯科版必修1 基礎(chǔ)鞏固 1.人站在自動(dòng)扶梯的水平踏板上,隨扶梯斜向上勻速運(yùn)動(dòng),如圖5-3、4-9所示,以下說(shuō)法正確的是 ( ) 圖5-3、4-9 A.人受到重力和支持力的作用 B.人受到重力、支持力和摩擦力的作用 C.人受到的合外力不為零 D.人受到的合外力方向與速度方向相同 解析:因人隨扶梯勻速運(yùn)動(dòng),處于平衡狀態(tài),合外力一定為零,C、D項(xiàng)錯(cuò);人所受的重力與支持力相等,合力為零,不可能有摩擦力,若有摩擦力,F(xiàn)合一定不等于零,這與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不符,故A對(duì),B錯(cuò). 答案:A 圖5-3、4-10 2.如圖5-3、4-10所示,一木塊放在水平桌面上,在水平方向上共受三個(gè)力F1、F2和摩擦力的作用,處于靜止?fàn)顟B(tài).其中F1=10 N,F(xiàn)2=2 N.若撤去力F1則木塊在水平方向受到的合外力為 ( ) A.10 N,向左 B.6 N,向右 C.2 N,向左 D.0 解析:由于木塊原來(lái)處于靜止?fàn)顟B(tài),則所受摩擦力為靜摩擦力.選向右為正方向,由力的平衡知,F(xiàn)1-F2-f=0,此時(shí)靜摩擦力為8 N,方向向左.說(shuō)明最大靜摩擦力大于等于8 N.撤去F1后,木塊在水平方向受到向左的大小為2 N的力,有向左運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì),由于F2小于最大靜摩擦力,所以所受摩擦力仍為靜摩擦力.此時(shí)-F2+f′=0,即合力為零.D正確. 答案:D 3.下面關(guān)于共點(diǎn)力的平衡與平衡條件的說(shuō)法正確的是 ( ) A.如果物體的運(yùn)動(dòng)速度為零,則必處于平衡狀態(tài) B.如果物體的運(yùn)動(dòng)速度大小不變,則必處于平衡狀態(tài) C.如果物體處于平衡狀態(tài),則物體沿任意方向的合力都必為零 D.如果物體受到三個(gè)共點(diǎn)力的作用而處于平衡狀態(tài),則任意兩個(gè)力的合力與第三個(gè)力大小相等、方向相反 解析:物體速度為零時(shí)不一定處于平衡狀態(tài),如豎直上拋的物體到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)速度為零,此時(shí)物體由于自身重力而使得所受合力不為零,故A錯(cuò);物體速度大小不變,但方向可能改變,即物體不一定做勻速直線運(yùn)動(dòng),故物體不一定處于平衡狀態(tài),所以B錯(cuò).物體處于平衡狀態(tài)時(shí),滿足F合=0的條件,又因F合=,要F合=0,必須要Fx、Fy同時(shí)為零,故物體沿任意方向的合力都必為零;如果物體受到三個(gè)共點(diǎn)力的作用而處于平衡狀態(tài),要滿足F合=0條件,則任意兩個(gè)力的合力必與第三個(gè)力大小相等、方向相反,所以選項(xiàng)C、D對(duì). 答案:CD 圖5-3、4-11 4.有一個(gè)直角支架AOB,AO水平放置,表面粗糙,OB豎直向下,表面光滑.AO上套有小環(huán)P,OB上套有小環(huán)Q,兩環(huán)質(zhì)量均為m,兩環(huán)間由一根質(zhì)量可忽略、不可伸長(zhǎng)的細(xì)繩相連,并在某一位置平衡(如圖5-3、4-11所示).現(xiàn)將P環(huán)向左移一小段距離,兩環(huán)再次達(dá)到平衡,那么將移動(dòng)后的平衡狀態(tài)和原來(lái)的平衡狀態(tài)比較,AO桿對(duì)P環(huán)的支持力N和細(xì)繩上的拉力T的變化情況是 ( ) A.N不變,T變大 B.N不變,T變小 C.N變大,T變大 D.N變大,T變小 解析:把PQ看成一個(gè)整體,在豎直方向始終有N=2mg,所以移動(dòng)前后,N不變,隔離分析Q,設(shè)繩與豎直桿間的夾角為α,則有:Tcosα=mg,當(dāng)P環(huán)向左移一小段距離后,α變小,cosα變大.∴T變小 答案:B 5.下列幾組共點(diǎn)力分別作用于同一物體上,其中,不可能使物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)的是 ( ) A.1 N、2 N、3 N B.1 N、3 N、5 N C.2 N、3 N、4 N D.3 N、3 N、3 N 答案:B 圖5-3、4-12 6.如圖5-3、4-12所示,一箱蘋果沿著傾角為θ的斜面,以速度v勻速下滑.在箱子的中央有一個(gè)質(zhì)量為m的蘋果,它受到周圍蘋果對(duì)它的作用力的方向 ( ) A.沿斜面向上 B.沿斜面向下 C.豎直向上 D.垂直斜面向上 解析:箱子沿斜面勻速下滑,處于平衡狀態(tài),此時(shí)箱子中央質(zhì)量為m的蘋果所受合外力為零,質(zhì)量為m的蘋果所受重力豎直向下,故周圍蘋果對(duì)它作用力的方向豎直向上,C正確,A、B、D錯(cuò)誤. 答案:C 知能提升 7.一質(zhì)量為M的探空氣球在勻速下降,如圖5-3、4-13所示,若氣球所受浮力F始終保持不變,氣球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受阻力僅與速率有關(guān),重力加速度為g.現(xiàn)欲使該氣球以同樣速率勻速上升,則需從氣球吊籃中減少的質(zhì)量為 ( ) 圖5-3、4-13 A.2(M-) B.M- C.2M- D.0 解析:由題意可得,氣球勻速升降所受空氣阻力等大,設(shè)為f,另設(shè)減少的質(zhì)量為m.則勻速下降時(shí):Mg=F+f ① 勻速上升時(shí):(M-m)g+f=F ② ①+②解得m=2(M-),故選項(xiàng)A正確. 答案:A 圖5-3、4-14 8.如圖5-3、4-14所示,是給墻壁粉刷涂料用的“涂料滾”的示意圖.使用時(shí),用撐桿推著粘有涂料的涂料滾沿墻壁上下緩緩滾動(dòng),把涂料均勻地粉刷到墻壁上.撐桿的重力和墻壁的摩擦力均不計(jì),而且撐桿足夠長(zhǎng),粉刷工人站在離墻壁一定距離處緩緩上推涂料滾,該過(guò)程中撐桿對(duì)涂料滾的推力為F,涂料滾對(duì)墻壁的壓力為N,下列說(shuō)法正確的是 ( ) A.F、N都增大 B.F、N都減小 C.F增大,N減小 D.F減小,N增大 答案:B 圖5-3、4-15 9.如圖5-3、4-15所示,質(zhì)量為m的物體在恒力F作用下沿天花板上做勻速直線運(yùn)動(dòng),物體與天花板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,則物體受到的摩擦力的大小為 ( ) A.Fsinθ B.Fcosθ C.μ(Fsinθ-mg) D.μ(mg-Fsinθ) 解析:先對(duì)物體進(jìn)行受力分析,如圖所示,然后對(duì)力F進(jìn)行正交分解. 水平方向分力:F1=Fcosθ 豎直方向分力:F2=Fsinθ 由力的平衡條件可得:F1=f,F(xiàn)2=mg+N 又由滑動(dòng)摩擦力公式知:f=μN(yùn) 由以上各式可得f=Fcosθ=μ(Fsinθ-mg) 故正確選項(xiàng)為B、C. 答案:BC 圖5-3、4-16 10.如圖5-3、4-16所示,能承受最大拉力為10 N的細(xì)線OA與豎直方向成45角,能承受最大拉力為5 N的細(xì)線OB水平,細(xì)線OC能承受足夠大的拉力.為使OA、OB均不被拉斷,OC下端所懸掛物體的最大重力是多少? 解析:取點(diǎn)O為研究對(duì)象,受力如圖所示,設(shè)OA上的拉力先達(dá)到最大值,即F1=10 N,由平衡條件F2=F1sin45=10 N=7.07 N>5 N,所以在物重逐漸增大時(shí),細(xì)線OB先被拉斷. 設(shè)OB線上的拉力剛好達(dá)到最大值F2′=5 N,處于被拉斷的臨界狀態(tài),由平衡條件F1′sin45=F2′,F(xiàn)1′cos45=F3=Gmax,解得Gmax=F2′=5 N. 答案:5 N 11.已知一質(zhì)量m=1 kg的物體在傾角α=37的斜面上恰能勻速下滑,當(dāng)對(duì)該物體施加一個(gè)沿斜面向上的推力F時(shí),物體恰能勻速上滑.(取g=10 m/s2.sin37=0.6,cos37=0.8) (1)物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ是多大? (2)求推力F的大?。? 答案:(1)0.75 (2)12 N 圖5-3、4-17 12.在科學(xué)研究中,可以用風(fēng)力儀直接測(cè)量風(fēng)力的大小,其原理如圖5-3、4-17所示.儀器中有一根輕質(zhì)金屬絲,懸掛著一個(gè)金屬球.無(wú)風(fēng)時(shí),金屬絲豎直下垂;當(dāng)受到沿水平方向吹來(lái)的風(fēng)時(shí),金屬絲偏離豎直方向一個(gè)角度.風(fēng)力越大,偏角越大.通過(guò)傳感器,就可以根據(jù)偏角的大小指示出風(fēng)力大?。敲?,風(fēng)力大小F跟小球質(zhì)量m、偏角θ之間有什么關(guān)系呢? 解析:以小球?yàn)檠芯繉?duì)象,有風(fēng)時(shí),它受到三個(gè)力作用:重力mg,豎直向下;風(fēng)力F,水平向左;金屬絲拉力T,沿金屬絲傾斜向上,如圖所示.當(dāng)風(fēng)力一定時(shí),小球能保持在一定的偏角θ的位置上.以小球?yàn)樵c(diǎn),取水平方向?yàn)閤軸,豎直方向?yàn)閥軸,由三個(gè)力的合力等于零的條件,就可以列出方程,求出用小球質(zhì)量m和偏角θ表示風(fēng)力F大小的關(guān)系式. 由水平方向上的合力Fx合和豎直方向上的合力Fy合分別等于零,即Fx合=Tsinθ-F=0,F(xiàn)y合=Tcosθ-mg=0. 有Tsinθ=F,Tcosθ=mg,兩式相比,得F=mgtanθ. 由所得結(jié)果可見,當(dāng)小球質(zhì)量m一定時(shí),風(fēng)力F只跟偏角θ有關(guān).因此,根據(jù)偏角θ的大小就可以指示出風(fēng)力的大?。? 答案:見解析- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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