2023-2024學年高中物理人教版（2019）必修第一冊課后習題 第3章 5-共點力的平衡（含答案）

5.共點力的平衡必備知識基礎練1.如圖所示,重力為20N的物體,放在傾角為30°的光滑斜面上,彈簧測力計對物體的拉力與斜面平行。物體在斜面上保持靜止時,彈簧測力計示數(shù)為()A.10N B.17NC.20N D.30N2.(2021江蘇淮安中學高一期末)如圖所示,斜面上和與斜面垂直的擋板上各有一個壓力傳感器A、B,斜面傾角可調,鐵球靜止在傳感器A、B上,從圖示位置緩慢減小斜面的傾角θ,下列說法正確的是()A.A的示數(shù)不變,B的示數(shù)減小B.A的示數(shù)減小,B的示數(shù)不變C.A的示數(shù)增大,B的示數(shù)減小D.A的示數(shù)減小,B的示數(shù)增大3.如圖所示,一物體置于傾角為θ的固定斜面上,物體與斜面之間的動摩擦因數(shù)為μ。先用平行于斜面的推力F1作用于物體,恰好能使該物體沿斜面勻速上滑(如圖甲所示)。若改用水平推力F2作用于該物體上,也恰好能使該物體沿斜面勻速上滑(如圖乙所示)。則兩次的推力之比F1F2為A.cosθ+μsinθ B.cosθ-μsinθC.1+μtanθ D.1-μtanθ4.(2021廣東清遠高一期末)半圓柱體P放在粗糙的水平地面上,其右端有豎直擋板MN,在P和MN之間放有一個光滑均勻的小圓柱體Q,整個裝置處于靜止狀態(tài),如圖所示。若用外力使MN保持豎直且緩慢地向右移動,在Q著地前,P始終保持靜止,則下列說法正確的是()A.P對Q的彈力方向不變B.Q對MN的彈力逐漸減小C.地面對P的支持力逐漸增大D.地面對P的摩擦力逐漸增大5.(多選)(2022山東青島高一期末)如圖所示,在恒力F作用下,物塊保持靜止。關于物塊的受力情況,下列說法正確的是()A.物塊一定受到四個力B.物塊與墻之間一定有彈力C.物塊與墻之間一定有摩擦力D.物塊受到的摩擦力方向可能向下6.物體A在水平力F1=500N的作用下,沿傾角θ=37°的斜面勻速滑動,如圖所示。物體A受的重力G=400N,sin37°=0.6,cos37°=0.8,求物體與斜面間的動摩擦因數(shù)μ。關鍵能力提升練7.(2022湖北聯(lián)考)如圖所示,物體在水平推力F的作用下靜止在斜面上。若增大水平力F而物體仍保持靜止,則下列判斷正確的是()A.斜面對物體的摩擦力一定增大B.地面對斜面的支持力一定增大C.斜面對物體的支持力可能先減小再增大D.地面對斜面的靜摩擦力一定增大8.如圖所示是一個簡易起吊設施的示意圖,AC是質量不計的撐竿,A端與豎直墻用鉸鏈連接,一滑輪固定在A點正上方,C端吊一重物?，F(xiàn)施加一拉力F緩慢將重物P向上拉,在AC桿達到豎直前()A.BC繩中的拉力FT越來越大B.BC繩中的拉力FT越來越小C.AC桿中的支撐力FN越來越大D.AC桿中的支撐力FN越來越小9.(多選)如圖所示,晾曬衣服的繩子輕且光滑,懸掛衣服的衣架的掛鉤也是光滑的,輕繩兩端分別固定在兩根豎直桿上的A、B兩點,衣服處于靜止狀態(tài)。如果保持繩子A端位置不變,將B端分別移動到不同的位置。下列判斷正確的是()A.B端移到B1位置時,繩子拉力不變B.B端移到B2位置時,繩子拉力變小C.B端在桿上位置不動,將桿移動到虛線位置時,繩子拉力變大D.B端在桿上位置不動,將桿移動到虛線位置時,繩子拉力變小10.如圖所示,小球被輕質細線系住斜吊著放在靜止的光滑斜面上。設小球質量m=1kg,斜面傾角θ=30°,懸線與豎直方向夾角α=30°,光滑斜面的質量為3kg,置于粗糙水平面上,g取10m/s2。求:(1)懸線對小球的拉力大小;(2)地面對斜面的摩擦力的大小和方向。11.如圖所示,質量m1=12kg的物體A用細繩繞過光滑的滑輪與質量為m2=2kg的物體B相連,連接A的細繩與水平方向的夾角為θ=53°,此時系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)。已知A與水平面的動摩擦因數(shù)μ=0.5,最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,重力加速度g取10m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6。求:(1)A物體所受摩擦力的大小;(2)改變物體B的質量,欲使系統(tǒng)始終保持靜止,物體B的質量不能超過多少?

5.共點力的平衡1.A物體受重力、支持力和彈簧測力計的拉力,三力平衡,拉力等于重力沿斜面向下的分力,故F=mgsin30°=20×12N=10N2.C壓力傳感器A的讀數(shù)為FA=mgcosθ,壓力傳感器B的讀數(shù)為FB=mgsinθ,則當θ減小時FA變大,FB減小。故選C。3.BF1作用時,物體的受力情況如圖1,根據(jù)平衡條件得F1=mgsinθ+μFN,FN=mgcosθ,解得F1=mgsinθ+μmgcosθ;F2作用時,物體的受力情況如圖2,根據(jù)平衡條件得F2cosθ=mgsinθ+μFN',FN'=mgcosθ+F2sinθ,解得F2=mgsinθ+μmgcosθcosθ-μsinθ,所以F14.D如圖甲所示,設MN對Q的彈力為F1,P對Q的彈力為F2,MN保持豎直且緩慢地向右移動,θ增大,則P對Q的彈力方向改變,P對Q的彈力逐漸增大,MN對Q的彈力F1逐漸增大,根據(jù)牛頓第三定律,Q對MN的彈力逐漸增大,A、B錯誤;再對P、Q整體受力分析,受重力、地面支持力、MN擋板對其向左的支持力和地面對其向右的摩擦力,如圖乙所示,地面對P的支持力不變,MN對Q的彈力F1逐漸增大,則地面對P的摩擦力逐漸增大,C錯誤,D正確。5.BD恒力F有水平向左和豎直向上分力Fy,根據(jù)力平衡條件可知,墻對物塊一定有水平向右的彈力,選項B正確;Fy與重力可能相等,則物塊與墻之間沒有摩擦力,選項C錯誤;Fy可能大于重力,則物塊受到的摩擦力方向向下,選項D正確。6.解析取A為研究對象,受力分析并建立坐標系如圖所示。由平衡條件可知,在坐標x、y兩個方向合力分別為零,即有x方向上F1cos37°-Gsin37°-Ff=0y方向上FN-F1sin37°-Gcos37°=0解得FN=620N,Ff=160N所以μ=Ff答案87.D力F沿斜面向上的分力Fx可能小于或大于重力,則原來斜面對物體的靜摩擦力方向可能沿斜面向上或向下;若斜面傾角為θ,靜摩擦力Ff=mgsinθ-Fx或Ff=mgsinθ+Fx,則增大F,Fx增大,靜摩擦力可能減小或增大,選項A錯誤;物體對斜面的壓力FN=mgcosθ+Fsinθ增大,則斜面對物體的支持力增大,故C錯誤;以物體和斜面整體為研究對象,豎直方向僅受重力和地面對斜面的支持力,所以地面對斜面的支持力大小不變,水平方向地面對斜面的摩擦力等于外力F,所以F增大,地面對斜面的靜摩擦力一定增大,故D正確,B錯誤。8.B作出C點的受力示意圖,如圖所示。作出力的矢量三角形如圖中虛線所示,由圖可知力的矢量三角形與幾何三角形ABC相似。根據(jù)相似三角形的性質得FTBC=FNAC=GAB,解得BC繩中的拉力為FT=GBCAB,AC桿中的支撐力為FN=GACAB。由于重物P向上運動時,AB、AC不變,BC變小9.AD設繩子間的夾角為2α,繩子總長為L,兩桿間距離為s,由幾何關系得L1sinα+L2sinα=s,得sinα=sL1+L2=sL。當B端移到B1位置時,s、L都不變,則α也不變,由平衡條件可知,2Fcosα=mg,F=mg2cosα,可見,繩子拉力F也不變,故A正確,B錯誤。B端在桿上位置不動,將桿移動到虛線位置時,s減小,L不變,則α減小,cosα增大10.解析(1)以小球為研究對象,受力分析如圖甲所示,水平方向建立x軸,豎直方向建立y軸,對各力進行正交分解,得水平方向FTsin30°=FNsin30°,豎直方向FTcos30°+FNcos30°=mg,解得FT=12mgcos30(2)以小球和斜面整體為研究對象,受力分析如圖乙所示,因為系統(tǒng)靜止,所以Ff=FTsin30°=1033×12N答案(1)1033N(2)5311.解析(1)選物