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1、共點力作用下物體的平衡 隨堂達標1(多選)下列各組共點力作用在一個物體上,可以使物體保持平衡的是()A3 N、4 N、10 NB2 N、3 N、5 NC10 N、10 N、10 N D2 N、3 N、4 N答案:BCD2下列說法正確的是()A物體靜止在水平桌面上,它肯定不受任何力的作用B物體由靜止開始運動,必定是受到了外力的作用C物體向東運動,必定受到向東的力的作用D物體運動得越來越慢,必定是受到了外力的作用解析:選BD.物體靜止于水平桌面上,是因為物體受到的合外力為零,并非物體不受任何力的作用,選項A錯誤;由牛頓第一定律知,當物體不能繼續(xù)保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)時,物體必定受到了不為零
2、的力的作用,這個不為零的外力迫使物體的運動狀態(tài)發(fā)生了變化,所以選項B、D正確;由于物體向東運動時,可能是做勻速直線運動,這時物體所受合外力為零,所以C錯誤3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豎直向下解析:選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4共點的五個力平衡,則下列說法中不正確的是()A其中四個力的合力與第五個力等大反向B其中三個力的合力與其余的兩個力的
3、合力等大反向C五個力的合力為零D撤去其中的三個力,物體一定不平衡解析:選D.當物體在共點力作用下平衡時,任何一個力與其余力的合力等大反向,故A、B對共點力平衡的條件是合外力為零,故C對撤去其中的三個力后,若剩下的兩個力等大反向,則物體仍處于平衡狀態(tài),故D錯5雜技表演的安全網(wǎng)如圖甲所示,網(wǎng)繩的結(jié)構(gòu)為正方形格子,O、a、b、c、d等為網(wǎng)繩的結(jié)點,安全網(wǎng)水平張緊后,質(zhì)量為m的運動員從高處落下,恰好落在O點上,該處下凹至最低點時,網(wǎng)繩dOe、bOg均為120張角,如圖乙所示,此時O點受到向下的沖擊力大小為2F,則這時O點周圍每根網(wǎng)繩承受的張力大小為()AFB.C2Fmg D.解析:選A.每根繩子的拉力
4、為T,則每根繩子的拉力在豎直方向的分量為:Tcos 60,由平衡知識可知:2F4Tcos 60,解得:TF,故選項A正確課時作業(yè)一、單項選擇題1關(guān)于平衡狀態(tài),下列說法正確的是()A豎直上拋的物體到達最高點,物體處于平衡狀態(tài)B木板靜止在斜面體的斜面上,隨斜面體一起向右勻速運動,木塊處于平衡狀態(tài)C木板放在斜面體的斜面上,隨斜面體一起向右勻加速運動,木塊處于平衡狀態(tài)D靜止在勻加速運動的列車內(nèi)的水平桌面上的杯子,處于平衡狀態(tài)解析:選B.豎直上拋運動經(jīng)過最高點時,速度為零,合外力為重力,不是平衡狀態(tài),故A錯誤;木塊與斜面體相對靜止,整體做勻速直線運動,木塊處于平衡狀態(tài),故B正確;木塊與斜面體相對靜止,整
5、體做勻加速直線運動,木塊也具有加速度,不處于平衡狀態(tài),故C錯誤;列車、桌子與杯子整體做勻加速運動,杯子也具有加速度,不處于平衡狀態(tài),故D錯誤2某物體在四個共點力作用下處于平衡狀態(tài),若F4的方向沿逆時針方向轉(zhuǎn)過60角,但其大小保持不變,其余三個力的大小和方向均保持不變,此時物體受到的合力的大小為()A0 B.F4CF4 D2F4解析:選C.根據(jù)力的平衡條件合力為零可知:其余三個力的合力大小與F4大小相同,方向與F4的方向相反,F(xiàn)4的方向沿逆時針方向轉(zhuǎn)過60角后,合力為F2F4cos 60F4,故選C.3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
6、動摩擦因數(shù)均為,則第二塊磚對第三塊磚的摩擦力大小為()A. B.CF D2mg解析:選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,第二塊磚和第三塊磚之間的摩擦力為,故A正確4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()AG和G B.G和GC.G和G D.G和G解析:選B.
7、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 45G解得FG,B項正確5.疊羅漢是一種二人以上層層疊成各種造型的游戲娛樂形式,也是一種高難度的雜技圖示為六人疊成的三層靜態(tài)造型,假設(shè)每個人的重力均為G,下面五人的背部均呈水平狀態(tài),則最底層正中間的人的一只腳受到水平地面的支持力約為()A.G B.GC.G D.G解析:選C.設(shè)最底層的人對中間兩人每只腳的支持力為F1,對上面三人由平衡條件可得4F13G,故F1G.設(shè)最底層中間的人每只腳受到的支持力為F2,由平衡條件得G2F12F2,其中F1為F1的反作用力,解得F2G,C正確6.如圖所示,吊環(huán)運動員將吊繩與豎直方向分開相同
8、的角度,重力大小為G的運動員靜止時,左邊繩子張力為T1,右邊繩子張力為T2.則下列說法正確的是()AT1和T2是一對作用力與反作用力B運動員兩手緩慢撐開時,T1和T2都會變小CT2一定大于GDT1T2G解析:選B.T1和T2是兩邊繩子作用在吊環(huán)上的力,不是一對作用力與反作用力,選項A錯誤;因T1和T2的合力等于G,故當運動員兩手緩慢撐開時,繩子與豎直方向的夾角減小,故T1和T2都會變小,選項B正確;因繩子與豎直方向的夾角不確定,故T2與G的關(guān)系不能確定,選項C錯誤;T1和T2的矢量和等于G,故T1T2G只在當繩子與豎直方向夾角為零時才是成立的,選項D錯誤二、多項選擇題7如圖所示,一個質(zhì)量m2.
9、0 kg的物體放在傾角30的斜面上靜止若用豎直向上的力F5 N提物體,物體仍然靜止(g10 m/s2)則下列敘述中正確的是()A物體受到的摩擦力減少5 NB物體受到的摩擦力減少2.5 NC物體施加給斜面的合力減少5 ND物體施加給斜面的合力減少2.5 N解析:選BC.用豎直向上的5 N的力提物體,相當于物體的重力減小5 N,所以物體對斜面的作用力(合力)減小5 N;重力沿斜面向下的分力減小2.5 N,物體仍平衡,則物體受到的摩擦力減小2.5 N,所以B、C正確8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
10、處于直線狀態(tài),且OB細線恰好沿豎直方向,兩小球均處于靜止狀態(tài),則該力可能為圖中的()AF1BF2CF3 DF4解析:選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態(tài)故B、C兩項正確9如圖所示,質(zhì)量均為m的甲、乙兩同學,分別靜止于水平地面的臺秤P、Q上,他們用手分別豎直牽拉一只彈簧測力計的兩端,穩(wěn)定后彈簧測力計的示數(shù)為F,若彈簧測力計的質(zhì)量不計,下列說法正確的是()A甲受到的拉力大于F,乙受到的拉力小于FB臺秤P的讀數(shù)等于mgFC臺秤Q的讀數(shù)為mg2FD兩臺秤的讀數(shù)之和為2mg解析:選BD.由于穩(wěn)定時彈簧測力計的示數(shù)為F,
11、而彈簧測力計的質(zhì)量不計,甲受到的拉力與乙受到的拉力大小相等,均為F,故A錯誤;臺秤P的讀數(shù)大小等于P對甲的支持力大小,對甲受力分析如圖甲所示,由平衡條件知N甲Fmg,故B正確;同理,臺秤Q的讀數(shù)大小等于Q對乙的支持力大小,乙受力如圖乙所示,N乙mgF,故C錯誤;兩臺秤的讀數(shù)之和N甲N乙FmgFmg2mg,故D正確10A、B、C三個相同的圓柱體,如圖所示,放在水平面上,它們均處于靜止狀態(tài),則()AA、B、C所受的合力一定相等B如果圓柱體光滑,它們不可能平衡CB、C所受合外力大于A所受的合外力DB、C對A的作用力的合力一定豎直向上解析:選ABD.物體A、B、C均處于靜止狀態(tài),所受的合力均為零,A正
12、確,C錯誤;B、C對A的作用力的合力一定與A球的重力等大反向,D正確;如圓柱體光滑,A對B的壓力在水平方向的分力將使B圓柱體水平向左移動,同理C向右移動,從而使A落下,所以它們均不可能平衡,B正確三、非選擇題11.如圖所示,質(zhì)量為m的物體在恒力F作用下沿天花板做勻速直線運動,物體與天花板間的動摩擦因數(shù)為,則物體受到的摩擦力大小為多少?解析:物體受力分析如圖所示,由于物體勻速運動,由平衡條件可知:在豎直方向上Fsin Nmg0,在水平方向上Fcos f0.并且fN.可知fFcos 或f(Fsin mg)答案:Fcos 或(Fsin mg)12.如圖所示,質(zhì)量為M的直角三棱柱A放在水平地面上,三棱柱的斜面是光滑的,且斜面傾角為.質(zhì)量為m的光滑球放在三棱柱和光滑豎直墻壁之間,A和B都處于靜止狀態(tài),求地面對三棱柱的支持力和摩擦力各為多少?解析:選取A和B整體為研究對象,它受到重
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