人教版必修第一册第三章5.共点力的平衡学案

5.共点力的平衡.共点力平衡的两种状态：(I)；(2)o.在共点力作用下物体平衡的条件是o.思考：如何确定二力平衡？.请判断下列说法正确的是。①共点力就是作用在同一点的力。②处于平衡状态的物体的合力一定为零。③物体平衡的条件是：合力为0,速度为0o④合力不变的物体一定处于平衡状态。⑤物体处于平衡状态速度一定不变。1.若某一物体受共点力作用处于平衡状态，则该物体一定是()A.静止的B.做匀速直线运动C.各共点力的合力可能不为零D.各共点力的合力为零.下列说法中正确的是0A.物体受到共点力的作用一定平衡B.物体所受的合力为零时不一定处于平衡状态C.物体所受的合力为零时一定处于静止状态D.物体速度为零时合力不一定为零.一人站在体重计上称体重，保持立正姿势称得体重为G,当其缓慢地把一条腿平直伸出台面，体重计指针稳定后读数为G,贝!]()A.G>G'B.G<G'C.G=GfD.无法判定.生活中电工师傅经常会爬上梯子对电路进行检修，如图所示。假设电工师傅在梯子上是匀速运动的，则梯子对电工师傅的作用力方向0斜面向下，由平衡条件可得mAgsin。+产F,则/增大时，摩擦力逐渐增大，所以B错误；对物体A分析，斜面对物体A的作用力大小等于斜面对物体A的支持力与斜面对物体A的摩擦力的合力，由于斜面对物体A的支持力保持不变，但是摩擦力可能先减小后增大，则斜面对物体A的作用力可能先减小后增大，所以C错误；把物体A与斜面看成一个整体，在水平方向有/地=Fcos0,则当小桶B和沙子的总质量达到1kg时地面对斜面的摩擦力大小为了地=niBgcos37°=1x10x0.8N=8N,所以D错误。.A、B、D以悬挂点为研究对象，画出受力分析图如图所示"Ji"二3o由于两侧绳子的拉力大小相等，可以推知两侧绳子与竖直方向的夹角0相等。由平衡条件得2Fcos9=F\=mg,设绳长为L,左、右两侧绳长为Li、Li,两杆之间的宽度为d,所以Lisin8+bsin。=d,则sin。=—~—=v,由此可见,0只由d、L决定，与其L\+LzL他因素无关，尸的大小与绳子在8、&的位置无关，选项A、B正确；将杆移动到虚线位置时，d变小，0变小，绳子张力变小，选项D正确。.【解析】⑴对木块受力分析，当尸二25N时，木块受到的最大静摩擦力25/naxl=//F=yN>G故木块保持静止,根据平衡条件可知力=G=6N⑵对木块受力分析，当尸二12N时，木块受到的最大静摩擦力启”2=//F=4N<G故木块向下滑动,受到的摩擦力为滑动摩擦力即力=4/=4N⑶若力产方向改为斜向上与竖直方向夹角为。二37。，要使木块保持静止，若木块刚好不向上滑动,受力分析得Ficos37o=〃Rsin37o+G解得Fi=1()N若木块刚好不向下滑动,受力分析得F2cos37。+〃心吊37。=6解得出二6N所以取值范围为6N<F<10N答案：(1)6N(2)4N(3)6N<F<10NA.竖直向下B.竖直向上C.平行梯子向上D.垂直梯子向上5.如图所示，一质量为m的木块静止在倾角为6的斜面上。重力加速度为g。下列说法正确的是()A.斜面对木块的支持力大小为mgsin6B.斜面对木块的摩擦力大小为mgtan0C.增大木块质量，木块就会沿斜面向下滑动D.斜面对木块的支持力与摩擦力的合力和重力平衡6.如图所示是某幼儿园的一部直道滑梯，其滑道倾角为仇一名质量为根的幼儿在此滑道上匀速下滑。若不计空气阻力，则该幼儿()A.所受摩擦力为mgsin6B.所受摩擦力为mgcos3C.对滑道压力为mgsin0D.对滑道压力为mgtan0.如图所示，将一个大小为6N的力/沿相互垂直的x轴和y轴分解。已知力尸与R轴的夹角”60。，则力尸在x轴上的分力F,的大小为0A.2NB.3NC.6ND.12N.如图所示，对称晾挂在光滑等腰三角形衣架上的衣服质量为M.衣架顶角为12()。，重力加速度为g，则衣架右侧对衣服的作用力大小为().当MgC.岸MgD.Mg.如图所示,48两物体均处于静止状态，关于8物体受力情况,下列说法正确的是()A.B物体一定受到四个力B.B物体可能不受地面的支持力作用c.B物体可能不受地面的静摩擦力作用D.8物体可能受三个力，也可能受四个力10.如图所示，〃、b两物体在竖直向上的恒力F作用下，一起沿粗糙竖直墙面匀速向上运动，〃、b两物体的质量分别为M、m,重力加速度为g,则()A.〃物体与墙壁间存在弹力和摩擦力作用B.人物体受四个力的作用C.。物体对b物体的作用力大小为mgD.恒力/大于(M+Mg.生活中常用如图所示的情景悬吊重物，现使悬绳和竖直方向成。角，8。沿水平方向。求：⑴画出图中结点。的受力示意图；⑵若悬吊物质量为m,重力加速度为g,则绳AO和BO对结点。的拉力各为多大。.如图所示，弹簧测力计和细绳重力不计,不计一切摩擦，物体重G二5N,弹簧测力计A和B的读数分别为()A.5N,ONB.5N,IONC・5N,5ND.ION,5N.如图所示，水平天花板下用三根细绳悬挂一个物体，物体处于静止状态，绳04、OB、OC上的力分别为Fa.Fb、FCo已知绳03与水平方向的夹角分别为6()。和30%下列关系式正确的是()A..Fa<FbC.Fb>FcD.Fa>Fc.如图所示，一辆运送西瓜的车辆遇红灯停在倾角为。的坡面上,在车厢的中央有一个质量为m的西瓜，则该西瓜受到周围其他西瓜对它的作用力为()A.大小为mgsin0,方向沿斜面向上B.大小为mg,方向竖直向上C.大小为mgcos6,方向垂直斜面向上D.条件不足，无法判断.体育器材室里,篮球摆放在如图所示的球架上。已知球架的宽度为d,每个篮球的质量为m,直径为D(D>d),不计球与球架之间的摩擦，重力加速度为g。则每个篮球对一侧球架的压力大小为()1日mgDA・.力-mgD网L•/U•2^D2-cP16.某同学参加了“筷子夹玻璃珠”游戏。如图所示，夹起玻璃珠后，左侧筷子与竖直方向的夹角0为锐角，右侧筷子竖直，且两筷子始终在同一竖直平面内。保持玻璃珠静止，忽略筷子与玻璃珠间的摩擦。下列说法正确的是0A.两侧筷子对玻璃珠的合力比重力大B.两侧筷子对玻璃珠的合力比重力小C.左侧筷子对玻璃珠的弹力一定比玻璃珠的重力大D.右侧筷子对玻璃珠的弹力一定比玻璃珠的重力大.(多选)半圆柱体P放在粗糙的水平地面上，其右端有固定放置的竖直挡板MN,在。和MN之间放有一个光滑均匀的小圆柱体Q,整个装置处于静止状态。如图所示是这个装置的纵截面图，若用外力使MN保持竖直，缓慢地向右移动，在Q落到地面以前，发现P始终保持静止，在此过程中()A.MN对Q的弹力逐渐增大B.地面对P的摩擦力逐渐增大C.P、。间的弹力先减小后增大D.Q所受的合力逐渐增大.T勿块的质量为m,与粗糙的水平面间的动摩擦因数为4,如图所示，现在用与水平面成。角斜向上的拉力「(大小未知)拉着物块做匀速直线运动，则恒力厂的大小为0TOC\o"1-5"\h\zmgA.D.〃sina+cosa//sina+cosalimgmg•JLx•〃sina-cosasina-cosa19.一轻杆B。，其。端用光滑较链固定在竖直轻杆AO±,B端挂一重物，且系一细绳，细绳跨过杆顶A处的光滑小滑轮，用力/拉住，如图所示。现将细绳缓慢往左拉，使杆B0与杆4。间的夹角6逐渐减小，则在此过程中，拉力F及杆B0所受压力Fn的大小变化情况是()A/n先减小，后增大B.入始终不变C.尸先减小，后增大D.厂始终不变.如图所示,质量为1kg的物体A静止放在倾角为37。的斜面上，物体A与斜面间的动摩擦因数为0.8,用一细绳将小桶B通过定滑轮与物体A相连，在不断向小桶B中加沙子的过程中，人B与斜面始终处于静止状态。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，忽略滑轮与绳间的摩擦，则下列说法正确的是0A.地面对斜面的支持力不断减小B,斜面对物体A的摩擦力不断减小C.斜面对物体A的作用力不断减小D.当小桶B和沙子的总质量达到1kg时，地面对斜面的摩擦力大小为4N.(多选)如图所示，晾晒衣服的绳子轻且光滑，悬挂衣服的衣架的挂钩也是光滑的，轻绳两端分别固定在两根竖直杆上的A、B两点，衣服处于静止状态。如果保持绳子4端的位置不变，将B端分别移动到不同的位置，下列判断正确的是0A.B端移动到Bi位置时，绳子张力不变8端移动到以位置时，绳子张力不变c.B端在杆上位置不变，将杆移动到虚线位置时，绳子张力变大D.8端在杆上位置不变，将杆移动到虚线位置时，绳子张力变小22用水平力F将木块压在竖直墙上，如图所示。已知木块重G=6N,木块与墙壁之间的动摩擦因数为4=3,假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则：⑴当F=25N时，木块受到的摩擦力为多大？⑵当尸二12N时，木块受到的摩擦力为多大?（3）若力/方向改为斜向上与竖直方向夹角为。二37。，如图中虚线所示，要使木块保持静止,求F大小的取值范围。（sin37。=0.6,cos37。=0.8）5.共点力的平衡必备知识落实I.（1）保持静止⑵匀速直线运动.合力为0.作用在同一物体上的两个力，如果大小相等、方向相反，并且在同一直线上，这两个力平衡。.②⑤知能素养进阶।1D物体受共点力作用处于平衡状态的条件是：合外力为零，此时物体处于静止或匀速直线运动状态，D正确。.D物体受到共点力的作用，合力可以不为零，合力不为零时物体不处于平衡状态,A错误；物体所受的合力为零时一定处于平衡状态,B错误；物体所受的合力为零时可能处于静止状态，也可能处于匀速直线运动状态，C错误；若向前运动的物体受向后的拉力做匀减速运动，速度变为零时，合力并不为零，故D正确。.C腿平直伸出后，身体重心所在的竖直线必过与台面接触的脚，即重心仍在台面内。重心是重力的等效作用点，两种情况下对台面的压力是相同的，C正确。4.B电工师傅匀速爬行，则为平衡状态，合力为零，电工师傅在竖直方向只受到重力和梯子的作用力，重力竖直向下，故梯子对电工师傅的作用力与重力平衡，方向竖直向上。.D将重力进行分解可得斜面对木块的支持力大小为N=mgcos0,斜面对木块的摩擦力大小为六mgsin〃，故A、B错误；由题意可得〃吆sin0<jnmgcosG,增大木块质量，设增加mo,此时重力沿斜面向下的分力为O+〃砧）gsinG,最大静摩擦力为〃（m+〃?（））gcos9，仍满足（加+〃如）gsin啊+mo）gcos0,所以木块仍静止，故C错误；由于木块处于平衡状态，所以斜面对木块的支持力与摩擦力的合力和重力等大反向，即平衡，故D正确。.A幼儿在此滑道上匀速下滑，受力平衡，根据平衡条件可得所受摩擦力为mgsin〃，故A正确、B错误；幼儿对轨道的压力等于重力在垂直于斜面方向的分力，即为mgcos。，故C、D错误。.B将一个大小为6N的力尸沿相互垂直的x轴和y轴分解。力F与x轴的夹角3=60。,则力尸在x轴上的分力E的大小为以二Feos60°=6x1N=3Nz故A、C、D错误，B正确。8.B以衣服为研究对象，受力分析如图所示,由几何关系得F与竖直方向的夹角成30。，由共点力的平衡条件可得2Fcos30°=MgF二坐Mg故选B。9.A对A物体受力分析可知，绳子拉力一定不为零，故B物体一定受绳子拉力，绳子拉力沿水平向左的分力不为零，因此8物体一定受到水平向右的静摩擦力，因为有摩擦力存在，所以一定受支持力，B物体还受重力作用，故一定受到四个力（重力、支持力、摩擦力、绳子拉力），故A正确，B、C、D错误。故选A。.C对物体a、h整体受力分析，受重力、恒力F,由于水平方向竖直墙面对a没有弹力，墙面对a也就没有摩擦力；由受力平衡得F二（M+m）g,A、D错误；对物体b受力分析，8物体受到重力，a给它的支持力和静摩擦力，由平衡条件得，支持力和静摩擦力的合力与b物体受到的重力等大反向,即a物体对b物体的作用力大小为mg,B错误，C正确。•【解析】（1）对结点。受力分析如图：⑵据平衡条件可得P、B的合力与〃吆等大反向，由平行四边形定则可知：R二‘F1="吆tan6答案：（1）图见解析（2）瞪/咫tan6.C分别对两图物体分析，物体受重力和绳子的拉力，绳子的拉力等于弹簧测力计的拉力，所以弹簧测力计的示数都等于物体的重力，等于5N,故C正确，A、B、D错误。.A对结点受力分析如图所示，因三力的合力为零，故两绳子拉力的合力与物体的重力大小相等，方向相反；由几何关系可以知道：Fa：Fb：Fc=sin60°:sin30。：1二小：1:2,A对。I4.B由西瓜静止，可知合外力为零，受到的力由两部分组成，一是重力，二是周围西瓜对它的作用力。由二力平衡可以知道周围西瓜对它的作用力应与重力等大反向，即方向竖直向上，大小为772g,B正确。.C以任意一个篮球为研究对象，分析受力情况，如图所示，设球架对篮球的支持力N与竖直方向的夹角为小由几何知识得cos。二（f）D=d根据平衡条件得2Ncos。二机g,解得N=—D=d根据平衡条件得2Ncos。二机g,解得N=—,则得篮球对一侧球架的压力大小为N'=N=2、D2-cl2%,故选项C正确。2\lD2-cP.C对玻璃珠受力分析如图，可知两侧筷子对玻璃珠的合力等于重力，故选项A、B错误；由Fn右=,八左二悬铜■得：右侧Idll(7bill(7筷子对玻璃珠的弹力不一定比玻璃珠的重力大，故选