《2019-2020學(xué)年高中物理 課時(shí)分層作業(yè)20 共點(diǎn)力平衡條件的應(yīng)用 平衡的穩(wěn)定性(選學(xué))(含解析)教科版必修1》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2019-2020學(xué)年高中物理 課時(shí)分層作業(yè)20 共點(diǎn)力平衡條件的應(yīng)用 平衡的穩(wěn)定性(選學(xué))(含解析)教科版必修1(4頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、課時(shí)分層作業(yè)(二十) 共點(diǎn)力平衡條件的應(yīng)用平衡的穩(wěn)定性(選學(xué))
(時(shí)間:30分鐘 分值:60分)
一、選擇題(本題共6小題,每小題6分)
1.如圖所示,物體M放在水平面上受到兩個(gè)水平力的作用,F(xiàn)1=4 N,F(xiàn)2=8 N,物體處于靜止?fàn)顟B(tài).如果將水平力F1增加5 N,則( )
A.物體M仍處于靜止?fàn)顟B(tài)
B.物體M受到的合力方向向左
C.物體M受到的合力方向向右
D.物體M受到的摩擦力等于5 N
A [當(dāng)F1=4 N,F(xiàn)2=8 N時(shí)物體靜止,此時(shí)物體受向右的摩擦力為4 N,說(shuō)明fmax≥4 N.當(dāng)F1增加5 N時(shí),F(xiàn)1與F2的合力為1 N,物體仍能靜止.]
2.從圖中可
2、以看出,卸下來(lái)的沙子呈現(xiàn)一個(gè)圓錐形.因?yàn)樯沉Ec沙粒之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ可以看作一個(gè)定值,所以沙堆的高與周長(zhǎng)之比是定值,也就是說(shuō),無(wú)論卸下來(lái)的沙子是多還是少,沙堆是大還是小,這些沙堆的形狀都是相似的.那么,沙堆的高與周長(zhǎng)之比為 ( )
A. B. C. D.
A [分析沙堆邊緣處一粒沙子的受力,如圖所示,由平衡條件得mgsin θ=μmgcos θ,所以μ=tan θ
又tan θ=,周長(zhǎng)c=2πR.所以=.故選A.]
3.棒AB的一端A固定于地面,可繞A點(diǎn)無(wú)摩擦地轉(zhuǎn)動(dòng),B端靠在物體C上,物體C靠在光滑的豎直墻上,如圖所示.若在C物體上再放上一個(gè)小物體,整個(gè)裝置仍
3、保持平衡,則B端與C物體之間的彈力大小將( )
A.變大 B.變小
C.不變 D.無(wú)法確定
A [設(shè)B對(duì)C的彈力大小為F,AB與豎直方向的夾角為α,則對(duì)C在豎直方向有Fcos α=mg,當(dāng)在物體C上放置小物體后,則對(duì)C和小物體的整體而言,mg變大,則F變大,故選項(xiàng)A正確.]
4.如圖所示,一根輕繩跨過(guò)定滑輪后系在質(zhì)量較大的球上,球的大小不可忽略,在輕繩的另一端加一個(gè)力F,使球沿斜面由圖示位置緩慢拉上頂端,各處的摩擦不計(jì),在這個(gè)過(guò)程中拉力F( )
A.逐漸增大 B.保持不變
C.先增大后減小 D.先減小后增大
A [將球沿固定的光滑斜面由題圖位置緩慢拉到頂
4、端的過(guò)程中,順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程繩子拉力方向如圖中1到2到3的位置(注意開始時(shí)繩子拉力與支持力的夾角就是大于90°的)
由圖可以看出繩子拉力一直增大,即F一直增大.
]
5.如圖所示,吊環(huán)運(yùn)動(dòng)員將吊繩與豎直方向分開相同的角度,重力大小為G的運(yùn)動(dòng)員靜止時(shí),左邊繩子張力為T1,右邊繩子張力為T2.則下列說(shuō)法正確的是 ( )
A.T1和T2是一對(duì)作用力與反作用力
B.運(yùn)動(dòng)員兩手緩慢撐開時(shí),T1和T2都會(huì)變小
C.T2一定大于G
D.T1+T2=G
B [T1和T2是兩邊繩子作用在吊環(huán)上的力,不是一對(duì)作用力與反作用力,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;因T1和T2的合力等于G,故當(dāng)運(yùn)動(dòng)員兩手緩慢撐開時(shí),
5、繩子與豎直方向的夾角減小,故T1和T2都會(huì)變小,選項(xiàng)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(xiàng)C錯(cuò)誤;T1和T2的矢量和等于G,故T1+T2=G只在當(dāng)繩子與豎直方向夾角為零時(shí)才是成立的,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.]
6.如圖所示,一小球在斜面上處于靜止?fàn)顟B(tài),不考慮一切摩擦,如果把豎直擋板由豎直位置緩慢繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)至水平位置,則此過(guò)程中球?qū)醢宓膲毫1和球?qū)π泵娴膲毫2的變化情況是( )
A.F1先增大后減小,F(xiàn)2一直減小
B.F1先減小后增大,F(xiàn)2一直減小
C.F1和F2都一直減小
D.F1和F2都一直增大
B [小球受重力、擋板彈力F1′和斜面彈力F2′,將F1
6、′與F2′合成為F,如圖所示.小球一直處于平衡狀態(tài),三個(gè)力中的任意兩個(gè)力的合力與第三個(gè)力等值、反向、共線,故F1′和F2′的合力F一定與重力等值、反向、共線,從圖中可以看出,當(dāng)擋板繞O點(diǎn)逆時(shí)針緩慢地轉(zhuǎn)向水平位置的過(guò)程中,F(xiàn)1′先變小,后變大,F(xiàn)2′越來(lái)越??;由牛頓第三定律可知F1先變小,后變大,F(xiàn)2越來(lái)越小,故B正確. ]
二、非選擇題(本題共2小題,共24分)
7.(12分)如圖所示,光滑金屬球的重力G=40 N.它的左側(cè)緊靠豎直的墻壁,右側(cè)置于傾角θ=37°的斜面體上.已知斜面體處于水平地面上保持靜止?fàn)顟B(tài),sin 37°=0.6,cos 37°=0.8.求:
(1)墻壁對(duì)金屬球的
7、彈力大??;
(2)水平地面對(duì)斜面體的摩擦力的大小和方向.
[解析] (1)金屬球靜止,則它受到的三個(gè)力平衡(如圖所示).由平衡條件可得墻壁對(duì)金屬球的彈力為N1=Gtan θ=40tan 37°=30 N.
(2)斜面體對(duì)金屬球的彈力為
N2==50 N
由斜面體平衡可知地面對(duì)斜面體的摩擦力大小為f=N2sin 37°=30 N
摩擦力的方向水平向左.
[答案] (1)30 N (2)30 N 方向水平向左
8.(12分)一物體置于粗糙的斜面上,給該物體施加一個(gè)平行于斜面的力,當(dāng)此力為100 N且沿斜面向上時(shí),物體恰能沿斜面向上勻速運(yùn)動(dòng);當(dāng)此力為20 N且沿斜面向下時(shí),物體恰能在
8、斜面上向下勻速運(yùn)動(dòng),求施加此力前物體在斜面上受到的摩擦力.
甲
[解析] 物體沿斜面向上運(yùn)動(dòng)時(shí)受力分析如圖甲所示.
由共點(diǎn)力的平衡條件得
x軸:F1-f1-mgsin α=0
y軸:mgcos α-N1=0
又f1=μN(yùn)1
物體沿斜面向下運(yùn)動(dòng)時(shí)受力分析如圖乙所示.
乙
由共點(diǎn)力的平衡條件得
x軸:f2-F2-mgsin α=0
y軸:mgcos α-N2=0
又f2=μN(yùn)2,f1=f2=f
以上各式聯(lián)立得f1=f2=f=
代入數(shù)據(jù)得f= N=60 N,
mgsin α=40 N
當(dāng)不施加此力時(shí),物體受重力沿斜面向下的分力mgsin α