《高中物理 第4章 怎樣求合力與分力 4_3 共點力的平衡及其應用學業(yè)分層測評 滬科版必修1》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《高中物理 第4章 怎樣求合力與分力 4_3 共點力的平衡及其應用學業(yè)分層測評 滬科版必修1（6頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。

4.3 共點力的平衡及其應用 (建議用時：45分鐘) [學業(yè)達標] 1．(2016佛山高一檢測)下列關于質點處于平衡狀態(tài)的論述，正確的是(　　) 【導學號：69370210】 A．質點一定不受力的作用 B．質點一定沒有加速度 C．質點一定做勻速直線運動 D．質點一定保持靜止 【解析】　處于平衡狀態(tài)的物體，合力為零，物體可以受力的作用，只是合力是零，所以A錯誤．處于平衡狀態(tài)的物體，合力為零，由牛頓第二定律可知，物體的加速度為零，所以B正確．平衡狀態(tài)指的是物體處于靜止或勻速直線運動狀態(tài)，物體可以保持靜止，所以C錯誤．平衡狀態(tài)指的是物體處于靜止或勻速直線運動狀態(tài)，物體可以做勻速直線運動，所以D錯誤． 【答案】　B 2．(多選)下面關于共點力的平衡與平衡條件的說法正確的是 (　　) A．如果物體的運動速度為零，則必處于平衡狀態(tài) B．如果物體的運動速度大小不變，則必處于平衡狀態(tài) C．如果物體處于平衡狀態(tài)，則物體沿任意方向的合力都必為零 D．如果物體受到三個共點力的作用而處于平衡狀態(tài)，則任意兩個力的合力與第三個力大小相等、方向相反 【解析】　物體運動速度為零時不一定處于靜止狀態(tài)，A錯誤．物體運動速度大小不變、方向變化時，不是做勻速直線運動，一定不是處于平衡狀態(tài)，B錯誤．物體處于平衡狀態(tài)時，合力為零，物體沿任意方向的合力都必為零，C正確．任意兩個共點力的合力與第三個力等大反向、合力為零，物體處于平衡狀態(tài)，D正確． 【答案】　CD 3．2012年6月29日10時03分，圓滿完成載人航天飛行任務的“神舟九號”飛船返回艙成功降落在內蒙古中部的主著陸場預定區(qū)域，如圖438所示．返回艙在將要著陸之前的一段時間里，由于空氣阻力的作用勻速下落．假設返回艙受到的空氣阻力與其速率的平方成正比，比例系數(shù)為k，返回艙的質量為m，當?shù)氐闹亓铀俣葹間，則返回艙勻速下落時的速度大小是(　　) 【導學號：69370211】 圖438 A．mg/k　　　B．k/mg　　　C．gt　　　D. 【解析】　返回艙勻速下落，重力和空氣阻力平衡，即mg＝kv2，v＝，D正確． 【答案】　D 4．一個質量為3 kg的物體，被放置在傾角為α＝30的固定光滑斜面上，在如圖439所示的甲、乙、丙三種情況下處于平衡狀態(tài)的是(取g＝10 m/s2)(　　) 【導學號：69370212】 甲　　　　　　乙　　　　　　丙 圖439 A．僅甲圖 B．僅丙圖 C．僅乙圖 D．甲、乙、丙圖 【解析】　物體重力沿斜面方向的分力G1＝mgsin θ＝310 N＝15 N，恰好和乙圖中的拉力F平衡；垂直于斜面方向，支持力和重力沿垂直于斜面方向的分力平衡，C正確． 【答案】　C 5．(多選)如圖4310，用輕繩吊一個重為G的小球，欲施一力F使小球在圖示位置平衡(θ<30), 下列說法正確的是(　　) 圖4310 A．力F最小值為Gsin θ B．若力F與繩拉力大小相等，力F方向與豎直方向必成θ角 C．若力F與G大小相等，力F方向與豎直方向必成θ角 D．若力F與G大小相等，力F方向與豎直方向可成2θ角 【解析】　此題實際上可視為一動態(tài)平衡問題，如圖，可知ABD正確． 【答案】　ABD 6．運動員在進行吊環(huán)比賽時，先雙手撐住吊環(huán)，然后身體下移，雙臂緩慢張開，此時連接吊環(huán)的繩索與豎直方向的夾角為θ.已知他的體重為G，吊環(huán)和繩索的重力不計．則每條繩索的張力為(　　) 【導學號：69370213】 A. B. C.cos θ D.sin θ 【解析】　運動員受力情況如圖所示，根據(jù)二力平衡可得，兩繩索的合力與重力平衡，即G＝2Fcos θ 則每條繩索的張力為F＝，選項A正確． 【答案】　A 7．如圖4311所示，一重為8 N的球固定在AB桿的上端，今用彈簧測力計水平拉球，使桿發(fā)生彎曲，此時測力計的示數(shù)為6 N，則AB桿對球作用力的大小為(　　) 圖4311 A．6 N B．8 N C．10 N D．12 N 【解析】　小球受重力mg、彈簧測力計的水平拉力F和桿的彈力N處于平衡狀態(tài)，其合力為零，故N＝＝ N＝10 N，C正確． 【答案】　C 8．有一小甲蟲，在半徑為r的半球碗中向上爬，設蟲足與碗壁間的動摩擦因數(shù)為μ＝0.75.試問它能爬到的最高點離碗底多高？ 【導學號：69370214】 【解析】　受力分析如圖所示． f＝μN＝μ mg cos θ?、? 由受力平衡知f＝mg sin θ?、? 由①②式解得θ＝37 所以離地面高度h＝r－r cos 37＝0.2r. 【答案】　0.2r [能力提升] 9．如圖4312所示，質量為M的楔形物塊靜置在水平地面上，其斜面的傾角為θ.斜面上有一質量為m的小物塊，小物塊與斜面之間存在摩擦．用恒力F沿斜面向上拉小物塊，使之勻速上滑．在小物塊運動的過程中，楔形物塊始終保持靜止．地面對楔形物塊的支持力為(　　) 圖4312 A．(M＋m)g B．(M＋m)g－F C．(M＋m)g＋Fsin θ D．(M＋m)g－Fsin θ 【解析】　勻速上滑的小物塊和靜止的楔形物塊都處于平衡狀態(tài)，可將二者看做一個處于平衡狀態(tài)的整體．由豎直方向上受力平衡可得(M＋m)g＝N＋Fsin θ，因此，地面對楔形物塊的支持力N＝(M＋m)g－Fsin θ，D選項正確． 【答案】　D 10．長直木板的上表面的一端放有一鐵塊，木板繞固定端O由水平位置緩慢向上轉動(即木板與水平面間的夾角α變大)，如圖4313所示．則鐵塊受到的摩擦力f隨夾角α的變化圖像可能正確的是圖中的(設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力)(　　) 【導學號：69370215】 圖4313 【解析】　設木板與水平面間的夾角增大到θ時，鐵塊開始滑動，當α＜θ時，鐵塊與木板相對靜止．由力的平衡條件可知，鐵塊受到的靜摩擦力的大小為f＝mgsin α；當α≥θ時，鐵塊與木板間的摩擦力為滑動摩擦力．設動摩擦因數(shù)為μ，由滑動摩擦力公式知鐵塊所受摩擦力為f＝μ mgcos α. 通過上述分析可知：α＜θ時，靜摩擦力隨α角增大按正弦函數(shù)增加；α≥θ時，滑動摩擦力隨α角增大按余弦函數(shù)減?。x項C正確． 【答案】　C 11．如圖4314所示，物體質量為m，靠在粗糙的豎直墻上，物體與墻之間的動摩擦因數(shù)為μ，若要使物體沿墻向上勻速運動，試求外力F的大?。? 圖4314 【解析】　物體向上運動，受力分析如圖所示，建立如圖所示的坐標系． 由共點力平衡條件得： Fcos α－N＝0 ① Fsin α－f－mg＝0 ② 又f＝μN③ 又①②③得F＝. 【答案】　 12．如圖4315所示，在A點有一物體(未畫出)，其質量為2 kg，兩根輕繩AB和AC的一端系在豎直墻上，另一端系在物體上，在物體上另施加一個方向與水平線成θ＝60角的拉力F，若要使繩都能伸直，求拉力F的大小范圍．(g取10 m/s2) 圖4315 【解析】　作出物體A的受力示意圖如圖所示，由平衡條件 Fy＝Fsin θ＋T1sin θ－mg＝0 ① Fx＝Fcos θ－T2－T1cos θ＝0 ② 由①②式得F＝－T1 ③ F＝＋ ④ 要使兩繩都能繃直，則有T1≥0， ⑤ T2≥0 ⑥ 由③⑤式得F有最大值Fmax＝＝ N，此時T1＝0，AB繩剛好繃直； 由④⑥式得F有最小值Fmin＝＝ N，此時T2＝0，AC繩恰好繃直． 綜合得F的取值范圍為 N≤F≤ N. 【答案】　N≤F≤N