高一物理共点力的平衡及其应用课后练习题

课后优化训练全解全析

我夯基 我达标

1.长方体木块静止在倾角为θ的斜面上，那么木块对斜面作用力的方向（ ）

A．沿斜面向下 B．垂直斜面向下

C．沿斜面向上 D．竖直向下

解析：木块受力如图所示，其中N、f分别为斜面对木块的支持力和摩擦力，木块受到三个力的作用处于平衡状态，则N、f的合力与G等大、反向，即方向竖直向上，由牛顿第三定律可知木块对斜面的作用力与N′、f′的合力等大、反向，方向竖直向下，故D选项正确。

答案：D

2.如图4-3-14所示，一个小球上端通过细线连在天花板上，下端放在光滑的斜面上，小球处于平衡状态。则小球的受力个数为（ ）

图4-3-14

A．1个 B．2个 C．3个 D．4个

解析：假设小球除受重力、绳的拉力外还要受到斜面的支持力，则这三个力中有两个力在一条直线上，因此小球不可能平衡，则还在同一直线上的支持力就不存在。

答案：B

3.某物体受四个力的作用而处于静止状态，保持其他三个力的大小和方向均不变，使另一个大小为F的力的方向转过90°，则欲使物体仍能保持静止状态，必须再加上一个大小为多少的力（ ）

A.F B.2F C.2F D.3F

解析：物体受四个力作用而处于静止状态时，F与其余三个力的合力（设为F′）等大、反向，当F转过90°时，F′与F夹角为90°，又F′=F，

两力的合力F合=2F，故需加一个大小为2F的力。

答案：B

4.如图4-3-15所示，OA为一条遵循胡克定律的弹性轻绳，其一端固定于天花板上的O点，另一端与静止在动摩擦因数恒定的水平地面上的滑块A相连。当绳处于竖直位置时，滑块A对地面有压力作用。B为紧挨绳的一光滑水平小钉，它到天花板的距离BO等于弹性绳的自然长度。现用一水平力F作用于A，使之向右缓慢地做直线运动，则在运动过程中（ ）

图4-3-15

A.地面对A的支持力N逐渐增大 B.地面对A的摩擦力f保持不变

C.地面对A的支持力N逐渐减小 D.水平拉力F逐渐增大

解析：弹性绳在竖直方向的形变量不变，即滑块A到O点的竖直距离不变，因此弹性绳的弹力在竖直方向的分力不变，则地面对A的支持力不变，摩擦力为滑动摩擦力f=μN也不变，所增加的是弹性绳的水平拉力Fx，而水平拉力F=f+Fx，因此F增大。

答案：D

5.如图4-3-16所示，两长方体木块P、Q叠放在水平面上。第一次仅用大小为F的水平拉力拉P，第二次仅用大小为F的水平拉力拉Q，两次都能使P、Q保持相对静止共同向右做匀速运动。设第一次P、Q间，Q、地间的摩擦力大小分别为f1、f1′；第二次P、Q间，Q、地间的摩擦力大小分别为f2、f2′，则下列结论正确的是（ ）

图4-3-16

A.f1=f1′=f2=f2′=F B.f1=f1′=f2=f2′＜F

C.f1=f1′=f2′=F，f2=0 D.f1=f2=0，f1′=f2′=F

解析：用力F拉Q时，P、Q间摩擦力f2=0，这就排除了A、B两个选项.但仅用力F拉P时，P、Q间摩擦力f1≠0，因此正确选项是C。

答案：C

6.如图4-3-17所示，放置在水平地面上的直角劈M上有一个质量为m的物体，若在其上处于静止，M也保持静止，则下列说法正确的是（ ）

图4-3-17

A.M对地面的压力等于（M＋m）g B.M对地面的压力大于（M＋m）g

C.地面对M没有摩擦力 D.地面对M有向左的摩擦力

解析：系统处于平衡状态，由整体法得，系统只受两个力：系统重力(M+m)g和地面支持力N，因此N=(M+m)g。

答案：AC

7.（经典回放）如图4-3-18所示，质量为m、横截面为直角三角形的物块ABC,∠ABC=β。AB边靠在竖直墙壁上，F是垂直斜面的推力，物块静止不动，则摩擦力大小为___________。

图4-3-18

解析：本题考查了用正交分解法处理平衡问题。对物块受力分析如图所示，由竖直方向上受力平衡得

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答案：mg+Fsin β

8.（经典回放）当物体从高空下落时，空气阻力随速度的增大而增大，因此经过一段距离后将匀速下落，这个速度称为此物体下落的终极速度。已知球形物体速度不大时所受的空气阻力正比于速度v ，且正比于球半径r ，即阻力f ＝krv ，k 是比例系数。对于常温下的空气，

比例系数为k ＝3.4×10-4N ·s ／m 2。

已知水的密度ρ＝1.0×103 kg ／m 3，取重力加速度g ＝10 m ／s 2。试求半径r ＝0.10 mm 的

球形雨滴在无风情况下的终极速度v r 。（结果取两位数字）

解析：雨滴下落时受两个力作用：重力，方向向下；空气阻力，方向向上，当雨滴达到终极速度v r 后，加速度为零，二力平衡，用m 表示雨滴质量，有:

mg-krv r ＝0,m ＝3

4πr 3ρ，由上式得终极速度v r ＝k g r 343ρπ 代入数值得v r ＝1.2 m ／s 。

答案：1.2 m ／s

9.(福建厦门模拟)质量为m 的木块在与竖直方向成α的推力作用下，沿竖直墙壁匀速运动，已知木块与墙壁间动摩擦因数为μ，如图4-3-19所示，则所需的推力为多少？

图4-3-19

解析：若推力较小，木块匀速向下运动时,受力如图甲所示，由平衡条件可知

Fcos α+μFsin α=mg

得推力F=α

μαsin cos +mg

图甲 图乙

若推力较大，木块匀速向上运动时,受力如图乙所示，由平衡条件可知

Fcos α=μFsin α+mg

得推力F=α

μαsin cos +mg 。 答案：α

μααμαsin cos sin cos -+mg mg 或 10.如图4-3-20所示，在倾角为30°的光滑斜面上，一个滑块在弹簧拉力作用下处于静止。

弹簧的拉力与斜面平行，大小为7 N，求滑块的重力与滑块对斜面的支持力。

图4-3-20

解析：首先对滑块受力分析，如图，所示正交分解得mgsin30°＝F，N＝mgcos30°，解得G＝14 N，N＝7N。

答案：G＝14 NN＝73N

11.如图4-3-21所示，物体的质量为2 kg，两根轻绳AB和AC的一端连接于竖直墙上，另一端系于物体上，在物体上另施加一个方向与水平线成θ=60°的拉力F，若要使两绳 都能伸直，求拉力F的大小范围。

图4-3-21

解析：作出A受力图如图所示，由平衡条件有：

Fcosθ-F2-F1cosθ=0

Fsinθ+F1sinθ-mg=0

要使两绳都能绷直，则有：F1≥0,F2≥0

由以上各式可解得F的取值范围为：203 N≤F≤40N。

答案：203N≤F≤403N

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12.（经典回放）重力都是G的A、B两条形磁铁，按如图4-3-22所示方向叠放在水平木板C上，静止时B对A的弹力为F1，C对B的弹力为F2，则…（ ）

图4-3-22

A.F1=G,F2=2G B.F1＞G,F2＞2G

C.F1＞G,F2＜2G D.F1＞G,F2=2G

解析：首先以A、B整体为研究对象进行受力分析，如图甲所示。A、B受重力 …… 此处隐藏：2154字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……