2024-2025學(xué)年新教材高中物理第三章相互作用第六節(jié)共點(diǎn)力的平衡條件及其應(yīng)用分級(jí)訓(xùn)練含解析粵教版必修第一冊(cè)

PAGE7-第六節(jié)共點(diǎn)力的平衡條件及其應(yīng)用A級(jí)合格達(dá)標(biāo)1.如圖所示，物體A在豎直向上的拉力F的作用下能靜止在斜面上，關(guān)于A受力的個(gè)數(shù)，下列說法中正確的是（）A.A肯定受兩個(gè)力作用B.A肯定受四個(gè)力作用C.A可能受三個(gè)力作用D.A受兩個(gè)力或者四個(gè)力作用解析：若拉力F大小等于物體的重力，則物體與斜面沒有相互作用力，所以物體就只受到兩個(gè)力作用；若拉力F小于物體的重力，則斜面對(duì)物體產(chǎn)生支持力和靜摩擦力，故物體應(yīng)受到四個(gè)力作用.答案：D2.如圖所示，一重為10N的球固定在支桿AB的上端，今用一段繩子水平拉球，使桿發(fā)生彎曲，已知繩的拉力為7.5N，則AB桿對(duì)球的作用力（）A.大小為7.5NB.大小為10NC.方向與水平方向成53°角斜向右下方D.方向與水平方向成53°角斜向左上方解析：對(duì)小球進(jìn)行受力分析可得，AB桿對(duì)球的作用力F和繩的拉力的合力與小球的重力等大、反向，可得F方向斜向左上方，設(shè)＝53°，F(xiàn)＝eq\f(G,sin53°)＝12.5N.答案：D3.如圖所示是一名登山運(yùn)動(dòng)員攀登陡峭山壁的情形，假如認(rèn)為峭壁的平面是豎直的平面，壁面是光滑的，腿與峭壁面是垂直的，輕繩與壁面的夾角為30°，運(yùn)動(dòng)員的質(zhì)量為80kg.則輕繩對(duì)運(yùn)動(dòng)員的拉力大小為（g取10m/s2）（）A.eq\f(800\r(3),3)N B.800NC.eq\f(1600\r(3),3)N D.1600N解析：對(duì)運(yùn)動(dòng)員受力分析可知，輕繩對(duì)運(yùn)動(dòng)員的拉力T＝eq\f(mg,cos30°)＝eq\f(1600\r(3),3)N.答案：C4.重力為G的體操運(yùn)動(dòng)員在進(jìn)行自由體操競(jìng)賽時(shí)，有如圖所示的競(jìng)賽動(dòng)作，當(dāng)運(yùn)動(dòng)員豎直倒立保持靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，兩手臂對(duì)稱支撐，夾角為θ，則（）A.當(dāng)θ＝60°時(shí)，運(yùn)動(dòng)員單手對(duì)地面的正壓力大小為eq\f(G,2)B.當(dāng)θ＝120°時(shí)，運(yùn)動(dòng)員單手對(duì)地面的正壓力大小為GC.當(dāng)θ不同時(shí)，運(yùn)動(dòng)員受到的合力不同D.當(dāng)θ不同時(shí)，運(yùn)動(dòng)員與地面之間的相互作用力不相等解析：運(yùn)動(dòng)員豎直倒立在地面上保持靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，地面對(duì)兩手的支持力豎直向上，人的受力如圖所示，由平衡關(guān)系可知，2FN＝G，即FN＝eq\f(G,2)，F(xiàn)N與θ角無關(guān)，所以選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤.不管角度如何，運(yùn)動(dòng)員受到的合力都為零，即地面對(duì)運(yùn)動(dòng)員的支持力與重力大小相等、方向相反，選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤.答案：A5.如圖所示，輕繩OA一端固定在天花板上，另一端系一光滑的圓環(huán)，一根系著物體的輕繩穿過圓環(huán)后，另一端固定在墻上B點(diǎn)，且OB處于水平.現(xiàn)將A點(diǎn)緩慢沿天花板水平向右移動(dòng)，且OB段的輕繩始終保持水平，則OA、OB段輕繩所受的拉力的大小TA、TB的變更狀況是（）A.TA增大，TB不變 B.TA、TB均不變C.TA不變，TB增大 D.TA、TB均減小解析：因?yàn)閳A環(huán)光滑，則OC、OB段輕繩所受的拉力的大小TC、TB始終相等，且等于物體的重力.又OB段輕繩始終保持水平，OC段輕繩始終保持豎直，則A點(diǎn)緩慢右移，圓環(huán)也隨之右移，角θ不變，由平衡條件可知OA段繩上所受的拉力不變.答案：B6.在粗糙水平地面上與墻平行放著一個(gè)截面為半圓的柱狀物體A，A與豎直墻面間放一光滑圓球B，整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)，截面如圖所示.現(xiàn)對(duì)B施加一豎直向下的力F，F(xiàn)的作用線通過球心，設(shè)墻對(duì)B的作用力為F1，B對(duì)A的作用力為F2，地面對(duì)A的摩擦力為F3.若F緩慢增大而整個(gè)裝置仍保持靜止，在此過程中（）A.F1保持不變，F(xiàn)3緩慢增大B.F1緩慢增大，F(xiàn)3保持不變C.F2緩慢增大，F(xiàn)3緩慢增大D.F2緩慢增大，F(xiàn)3保持不變解析：球B受力狀況如圖所示，墻對(duì)球B的作用力及A對(duì)球B的作用力的合力與F及重力的合力大小相等，方向相反，故當(dāng)F增大時(shí)，B對(duì)A的壓力增大，即F2增大，同理可知，墻對(duì)B的作用力F1增大；對(duì)整體分析，整體豎直方向受重力、支持力及壓力F，水平方向受墻的作用力F1和地面對(duì)A的摩擦力F3而處于平衡，由平衡條件得，當(dāng)F增大時(shí)，地面對(duì)A的摩擦力F3增大，故選項(xiàng)C正確.答案：C7.如圖所示，輕繩通過輕質(zhì)動(dòng)滑輪懸掛一個(gè)質(zhì)量為m的P物體，一端與豎直墻壁上的A點(diǎn)相連，另一端與質(zhì)量也為m的Q物體連接，Q放在傾角為30°的斜面上.若A點(diǎn)緩慢向上移動(dòng)少許，Q始終保持靜止，下列說法正確的是（）A.繩的拉力大小始終變大B.繩的拉力大小不變C.物體Q所受的摩擦力先變小后變大D.物體P所受的合力漸漸變大解析：對(duì)動(dòng)滑輪受力分析，如圖所示，繩中的拉力大小T＝eq\f(G,2sinα)，因Q靜止，懸掛物體P的總繩長(zhǎng)（AO＋BO）不變，所以sinα＝eq\r(1－cos2α)＝eq\r(1－\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(CD,AC)))\s\up12(2))＝eq\r(1－\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(CD,AO＋OC)))\s\up12(2))，由于OB＝OC，故α不變，則繩中的拉力T也不變，B正確，A錯(cuò)誤；A點(diǎn)緩慢移動(dòng)的過程中物體P處于平衡狀態(tài)，所受合力為零，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；繩子的拉力不變，物體Q受力狀況不變，摩擦力大小不變，選項(xiàng)C錯(cuò)誤.答案：BB級(jí)等級(jí)提升8.如圖所示，甲、乙兩個(gè)小球的質(zhì)量均為m，兩球間用細(xì)線連接，甲球用細(xì)線懸掛在天花板上.現(xiàn)分別用大小相等的力F水平向左、向右拉兩球，平衡時(shí)細(xì)線都被拉緊.則平衡時(shí)兩球的可能位置是下列選項(xiàng)中的（）ABCD解析：用整體法分析，把兩個(gè)小球看作一個(gè)整體，此整體受到的外力為豎直向下的重力2mg、水平向左的力F（甲受到的）、水平向右的力F（乙受到的）和細(xì)線1的拉力，兩水平力相互平衡，故細(xì)線1的拉力肯定與重力2mg等大反向，即細(xì)線1肯定豎直；再用隔離法，分析乙球受力的狀況，乙球受到向下的重力mg、水平向右的拉力F、細(xì)線2的拉力F2.要使得乙球受力平衡，細(xì)線2必需向右傾斜.故A正確.答案：A9.如圖所示，兩個(gè)相同的小物塊P、Q靜止在斜面上，P與Q之間的彈簧A處于伸長(zhǎng)狀態(tài)，Q與擋板間的彈簧B處于壓縮狀態(tài)，則以下推斷正確的是（）A.撤去彈簧A，物塊P將下滑，物塊Q將靜止B.撤去彈簧A，彈簧B的彈力將變小C.撤去彈簧B，兩個(gè)物塊均保持靜止D.撤去彈簧B，彈簧A的彈力將變小解析：由于物塊Q受彈簧A、B的彈力及重力沿斜面的分力方向都沿斜面對(duì)下，仍能保持靜止，則不論撤去彈簧A，還是彈簧B，兩物塊肯定都能保持靜止，由于物塊靜止，彈簧形變不變更，彈力不變.所以選項(xiàng)A、B、D錯(cuò)誤，C正確.答案：C10.如圖甲所示，在粗糙水平面上靜止放置一個(gè)截面為三角形的斜劈，其質(zhì)量為M.兩個(gè)質(zhì)量分別為m1和m2的小物塊恰好能沿兩側(cè)面勻速下滑.若現(xiàn)在對(duì)兩物塊同時(shí)各施加一個(gè)平行于斜劈側(cè)面的恒力F1和F2，且F1>F2，如圖乙所示.則在兩個(gè)小物塊沿斜面下滑的過程中，下列說法正確的是（）甲乙A.斜劈可能向左運(yùn)動(dòng)B.斜劈受到地面對(duì)右的摩擦力作用C.斜劈對(duì)地面的壓力大小等于（M＋m1＋m2）gD.斜劈對(duì)地面的壓力大小等于（M＋m1＋m2）g＋F1sinα＋F2sinβ解析：在未施加力之前，三個(gè)物體都處于平衡狀態(tài)，故可把三＋m2）g，沒有摩擦力；施加力之后，兩個(gè)物體對(duì)斜劈的壓力和摩擦力不變，故斜劈受力狀況不變，故斜劈仍保持靜止，斜劈對(duì)地面的壓力大小等于（M＋m1＋m2）g，與地面間沒有摩擦力，故選項(xiàng)C正確.答案：C11.如圖所示，a、b兩細(xì)繩一端系著質(zhì)量為m的小球，另一端系在豎直放置的圓環(huán)上，小球位于圓環(huán)的中心，起先時(shí)繩a水平，繩b傾斜.現(xiàn)將圓環(huán)在豎直平面內(nèi)順時(shí)針緩慢地向右滾動(dòng)至繩b水平，在此過程中（）A.a上的張力漸漸增大，b上的張力漸漸增大B.a上的張力漸漸減小，b上的張力漸漸減小C.a上的張力漸漸減小，b上的張力漸漸增大D.a上的張力漸漸增大，b上的張力漸漸減小解析：對(duì)小球進(jìn)行受力分析，如圖所示.在緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中，小球始終處于平衡狀態(tài)，由正弦定理得eq\f(mg,sinγ)＝eq\f(Fa,sinα)＝eq\f(Fb,sinβ)，γ角不變，α角增大，sinα漸漸增大，可得Fa漸漸增大，β角減小，sinβ漸漸減小，可得，F(xiàn)b漸漸減小.答案：D12.如圖所示，質(zhì)量為m（可以看成質(zhì)點(diǎn)）的小球P，用兩根輕繩OP和O′P在P點(diǎn)拴結(jié)后再分別系于豎直墻上相距0.4m的O、O′兩點(diǎn)上，繩OP長(zhǎng)0.5m，繩O′P長(zhǎng)0.3m，今在小球上施加一方向與水平成θ＝37°角的拉力F，將小球緩慢拉起.繩O′P剛拉直時(shí)，OP繩拉力為T1，繩OP剛松弛時(shí)，O′P繩拉力為T2，則T1∶T2為（sin37°＝0.6，cos37°＝0.8）（）A.3∶4 B.4∶3C.3∶5 D.4∶5解析：繩O′P剛拉直時(shí)，由幾何關(guān)系可知此時(shí)OP繩與豎直方向夾角為37°，小球受力如圖甲，則T1＝eq\f(4,5)mg，繩OP剛松弛時(shí)，小球受力如圖乙，則T2＝eq\f(4,3)mg.則T1∶T2＝3∶5，C正確.甲乙答案：C13.（多選）如圖所示，光滑輕滑輪通過支架固定在天花板上，一足夠長(zhǎng)的細(xì)繩跨過滑輪，一端懸掛小球b，另一端與套在水平細(xì)桿上的小球a連接.小球a在水平拉力F作用下從圖示虛線位置起先緩慢向右移動(dòng).已知小球a和小球b的質(zhì)量分別是m和2m，重力加速度大小為g，小球a與細(xì)桿間的動(dòng)摩擦因數(shù)為eq\f(\r(3),3).則下列說法正確的是（）A.當(dāng)細(xì)繩與細(xì)桿的夾角為60°時(shí)，拉力F的大小為eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2－\f(\r(3),3)))mgB.支架對(duì)輕滑輪的作用力大小漸漸增大C.拉力F的大小始終增大D.拉力F的大小先減小后增大解析：由于小球a緩慢向右移動(dòng)，所以小球a與小球b均處于平衡狀態(tài).設(shè)細(xì)繩與細(xì)桿的夾角為θ，當(dāng)θ＝30°時(shí)，細(xì)繩的拉力在豎直方向的分力等于小球a的重力，細(xì)桿對(duì)小球a的彈力為零；當(dāng)θ>30°時(shí)，細(xì)繩的拉力在豎直方向的分力大于小球a的重力，所以細(xì)桿對(duì)小球a的彈力方向豎直向下；當(dāng)θ<30°時(shí)，細(xì)繩的拉力在豎直方向的分力小于小球a的重力，細(xì)桿對(duì)小球a的彈力方向豎直向上.當(dāng)θ＝60°時(shí)，對(duì)小球a受力分析如圖所示，有F＝f＋Tcosθ，Tsinθ＝mg＋FN，f＝μFN，對(duì)小球b有T＝2mg，解得F＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2－\f(\r(3),3)))mg，故A正確；隨著小球a向右移動(dòng)，兩段繩子的夾角越來越大，由于繩子的張力大小始終不變，所以輕滑輪所受細(xì)繩的合力將