1718版高中物理必修1練習(xí)第4章牛頓運動定律習(xí)題課共點力平衡的應(yīng)用

習(xí)題課共點力平衡的應(yīng)用(教師備用)1.(2017·湘潭檢測)孔明燈又叫天燈,相傳是由三國時的諸葛亮所發(fā)明.當(dāng)年,諸葛亮被司馬懿圍困于平陽,無法派兵出城求救.諸葛亮算準風(fēng)向,制成會飄浮的紙燈籠,系上求救的訊息,其后果然脫險,于是后世就稱這種燈籠為孔明燈.現(xiàn)有一孔明燈升空后向著東北偏上方向勻速上升,則此時孔明燈所受空氣的作用力(含風(fēng)力)大小和方向是(C)A.0B.mg,東北偏上方向C.mg,豎直向上D.2mg,東北偏上方向解析:孔明燈向著東北偏上方向勻速上升,即做勻速直線運動,處于平衡狀態(tài),則合力為零,根據(jù)平衡條件,空氣的作用力大小F=mg,方向豎直向上.故選項C正確.2.(2017·成都檢測)如圖所示,OA,OB為豎直平面的兩根固定光滑桿,OA豎直、OB與OA間夾角為45°,兩桿上套有可以自由移動的輕質(zhì)環(huán)E和F,通過不可伸長的輕繩在結(jié)點D點懸掛質(zhì)量為m的物體,當(dāng)物體靜止時,環(huán)E與桿OA間的作用力大小為F1,環(huán)F與桿OB間作用力大小為F2,則(B)A.F1=mg,F2=mg B.F1=mg,F2=2mgC.F1=2mg,F2=mg D.F1=2mg,F2=2mg解析:由于桿光滑,當(dāng)物體靜止時,兩根繩都與桿垂直,則物體受力如圖所示.由平衡條件,力F1,F2的合力與物體重力為平衡力,其大小為mg,則F1=mgtan45°=mg,F2=mgsin45°=3.(2017·遼寧葫蘆島六校協(xié)作體初考)如圖所示,半球形物體A和小球B緊靠著放在一固定斜面上,并處于靜止?fàn)顟B(tài),忽略小球B表面的摩擦,用水平力F沿物體A表面將小球B緩慢拉至物體A的最高點C,物體A始終保持靜止?fàn)顟B(tài),則下列說法中正確的是(A)A.物體A受到4個力的作用B.物體A受到斜面的摩擦力大小始終不變C.小球B對物體A的壓力大小始終不變D.小球B對物體A的壓力大小一直增加解析:物體A受重力、B球的壓力、斜面的支持力和靜摩擦力作用,選項A正確;對A,B整體,其受力為拉力、重力、支持力和靜摩擦力,受力如圖(甲)所示,根據(jù)平衡條件,有Ff=(mA+mB)gsinα+Fcosα,球B受水平拉力、重力和支持力而處于平衡,則F與FN的合力與重力等大反向,如圖(乙)所示,則FN=GB'cosθ,F=GB′tanθ,將小球B緩慢拉至物體A的最高點過程中,4.(2017·天水檢測)如圖所示,斜面放置于粗糙水平地面上,物塊A通過跨過光滑定滑輪的輕質(zhì)細繩與物塊B連接,系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài),現(xiàn)對B施加一水平力F使B緩慢地運動,使繩子偏離豎直方向(A與斜面均保持靜止),在此過程中(C)A.斜面對物塊A的摩擦力一直增大B.繩對滑輪的作用力不變C.地面對斜面的摩擦力一直增大D.地面對斜面的支持力一直增大解析:取物塊B為研究對象,設(shè)細繩與豎直方向夾角為α,則有F=mgtanα,FT=mgcosα;即該過程中繩子張力變大,但是開始時,并不知道物塊A所受斜面的摩擦力方向,故物塊A所受斜面體的摩擦力的情況無法確定,選項A錯誤;隨著B的位置向右移動,繩子的拉力的方向一定會變化,選項B錯誤;在物塊B緩慢拉高的過程中,5.(2017·襄陽檢測)如圖所示,在水平桌面上疊放著質(zhì)量均為m的木板A,B以及木塊C,初始時刻木板與木塊均處于靜止?fàn)顟B(tài),A,B,C之間以及B與桌面之間的動摩擦因數(shù)均為μ,設(shè)最大靜摩擦力與滑動摩擦力大小相等,重力加速度為g.現(xiàn)將水平輕繩一端固定在A上,另一端繞過光滑滑輪系一質(zhì)量為m′的小物塊D,則以下判斷正確的是(D)A.當(dāng)m′g>3μmg時,木板B開始滑動B.B受到地面的摩擦力大小不可能等于m′gC.A,C之間的摩擦力大小一定等于μmgD.不管m′多大,木板B一定保持靜止解析:對木板B,豎直方向受重力、壓力和支持力,水平方向受A對B向右的摩擦力FfAB和地面對B向左的摩擦力FfDB,由于A對B的最大靜摩擦力為2μmg,小于桌面對B的最大靜摩擦力3μmg,故物體B一定保持靜止,選項A錯誤,D正確;當(dāng)D的質(zhì)量m′較小時,ABC保持靜止,根據(jù)平衡條件可知,B受到地面的摩擦力大小等于m′g,選項B錯誤;當(dāng)A,C發(fā)生相對滑動時,A,C之間的摩擦力等于μmg,選項C錯誤.6.(2017·崇明縣一模)如圖所示,用與豎直方向成θ角(θ<45°)的傾斜輕繩a和水平輕繩b共同固定一個小球,這時繩b的拉力為FT1.現(xiàn)保持小球在原位置不動,使繩b在原豎直平面內(nèi)逆時針轉(zhuǎn)過θ角固定,繩b的拉力變?yōu)镕T2;再轉(zhuǎn)過θ角固定,繩b的拉力為FT3,則(A)A.FT1=FT3>FT2 B.FT1<FT2<FT3C.FT1=FT3<FT2 D.繩a的拉力增大解析:由于小球在重力、a,b兩繩的拉力作用下處于靜止,而小球重力不變.根據(jù)平衡條件各力矢量關(guān)系如圖所示,由此可知,FT2最小,FT1=FT3,選項A正確,B,C,D錯誤.7.(2017·天津期末)如圖,三根輕細繩懸掛兩個質(zhì)量相同的小球保持靜止,A,D間細繩是水平的,現(xiàn)對B球施加一個水平向右的力F,將B緩緩拉到圖中虛線位置,這時三根細繩張力FTAC,FTAD,FTAB的變化情況是(B)A.都變大B.FTAD和FTAB變大,FTAC不變C.FTAC和FTAB變大,FTAD不變D.FTAC和FTAD變大,FTAB不變解析:以B為研究對象受力分析,受力及重力分解法如圖(甲)所示由圖可以看出,當(dāng)將B緩緩拉到圖中虛線位置過程,A,B間細繩與豎直方向夾角變大,繩的拉力大小對應(yīng)圖中1,2,3三個位置大小所示,即FTAB逐漸變大,F逐漸變大;以A,B整體為研究對象,受力如圖(乙)所示,設(shè)AC繩與水平方向夾角為α,則豎直方向有FTACsinα=2mg得FTAC=2mgsinα水平方向有FTAD=FTACcosα+F,FTACcosα不變,而F逐漸變大,故FTAD逐漸變大;選項B正確.8.(2017·葫蘆島檢測)如圖所示容器中裝有兩種互不相溶且界限分明的液體,密度分別為ρ1和ρ2,將一圓柱體放入容器中,圓柱體的密度為ρ3.靜止時圓柱體的上表面到分界線的距離為a,如圖1所示.將第一個圓柱體取出,再將另一形狀與體積完全相同,但用不同材料制成的圓柱體放入容器中,靜止時圓柱體的上表面到分界線的距離為b,如圖2所示,求后一圓柱體的密度ρ4.解析:設(shè)圓柱體的體積為V,高度為h,物體懸浮,由平衡條件,對圖1情況有ρ3Vg=ρ1gV排1+ρ即ρ3Vg=ρ1gaVh+ρ2g可得ah=同理,對圖2情況可得bh=ρ由兩式得ρ4=ρ2+ba(ρ3ρ2答案:ρ2+ba(ρ3ρ29.(2017·臨沂期末)如圖所示,位于粗糙斜面上的物體P,由跨過定滑輪的輕繩與物體Q相連.已知物體P和Q以及P與斜面之間的動摩擦因數(shù)都是μ,斜面的傾角為θ,物體P的質(zhì)量為m,物體Q的質(zhì)量為2m,滑輪的質(zhì)量、滑輪軸上的摩擦都不計,若用一沿斜面向下的力F拉P,使其勻速下滑,試求:(1)連接兩物體的輕繩的拉力FT的大小;(2)拉力F的大小.解析:(1)物體Q受力如圖(甲)所示.由平衡條件得FT=2mgsinθ+Ff1FN1=2mgcosθ又Ff1=μFN1,解得FT=2mg(sinθ+μcosθ).(2)物體