【优化方案】高中物理 第4章 第3节 共点力的平衡及其应用知能演练轻松闯关 沪科版必修1.doc

【优化方案】2013高中物理 第4章 第3节 共点力的平衡及其应用知能演练轻松闯关 沪科版必修112012年伦敦奥运会中，下列运动项目中的运动员处于平衡状态的是()a体操运动员双手握住单杠吊在空中不动时b蹦床运动员在空中上升到最高点时c举重运动员在举起杠铃后不动的那段时间内d游泳运动员仰卧在水面静止不动时解析：选acd.物体处于平衡状态的条件是a0，b项中运动员在最高点时v0，而a0，故不是处于平衡状态，b错误，a、c、d正确2一个物体受到三个共点力的作用，如果三个力的大小为如下各组情况，那么有可能使物体处于平衡状态的是()a1 n4 n7 nb2 n6 n9 nc2 n5 n8 nd6 n8 n6 n解析：选d.能否使物体处于平衡状态，要看三个力的合力是否可能为零，方法是两个小力加起来是否大于或等于最大的那个力，如果是就可能因为两个力的合力范围是|f1f2|ff1f2，如f3在此范围内，就可能与f平衡，故d正确3如图所示，一个半球形的碗放在桌面上，碗口水平，o点为其球心，碗的内表面及碗口是光滑的一根细线跨在碗口上，线的两端分别系有质量为m1和m2的小球，当它们处于平衡状态时，质量为m1的小球与o点的连线与水平线的夹角为60，则两小球的质量比为()a.b.c. d.解析：选a.质量为m1的小球受重力m1g、绳拉力f1m2g和支持力n的作用而平衡如图所示，由平衡条件得，nf1,2f1cos30m1g，得.故选项a正确4如图所示，拉b物体的轻绳与竖直方向成60角，o为一定滑轮，物体a与b间用跨过定滑轮的细绳相连且均保持静止，已知b的重力为100 n，水平地面对b的支持力为80 n，绳和滑轮质量及摩擦均不计，试求：(1)物体a的重力；(2)b受到的摩擦力解析：对a、b受力分析如图，由平衡条件对a：tga对b：ntcos60gb由：ga40 n又对b：tsin60f，故f34.6 n.答案：(1)40 n(2)34.6 n一、选择题1下列说法正确的是()a相对另一个物体匀速运动的物体一定是动态平衡b相对另一个物体静止的物体一定是静态平衡c不论是动态平衡还是静态平衡其合力一定为零d速度为零的物体一定是静态平衡解析：选c.相对地面处于静止和匀速运动状态的物体才是平衡状态，所以a、b错只要是平衡状态物体所受合力必为零，c对速度为零的物体可能加速度不为零，不一定是静态平衡，d错2(2012青海西宁高一检测)一个重为20 n的物体置于光滑的水平面上，当用一个f5 n的力竖直向上拉该物体时，如图所示，物体受到的合力为()a15 n b25 nc20 n d0解析：选d.由于物体的重力大于拉力，所以没有拉动物体，物体仍处于静止状态，所受合力为零3某物体在三个共点力作用下处于平衡状态，若把其中一个力f1的方向沿顺时针转过90而保持其大小不变，其余两个力保持不变，则此时物体所受到的合力大小为()af1 b.f1c2f1 d无法确定解析：选b.由物体处于平衡状态可知，f1与另外两个共点力的合力f等大反向，这是解本题的巧妙之处如甲图所示，当f1转过90时，f没变化，其大小仍等于f1，而f1沿顺时针转过90时，如乙图所示，此时物体所受总的合力ff1，选项b正确4如图所示，一物块置于水平地面上当用与水平方向成60角的力f1拉物块时，物块做匀速直线运动；当改用与水平方向成30角的力f2推物块时，物块仍做匀速直线运动若f1和f2的大小相等，则物块与地面之间的动摩擦因数为()a.1 b2c. d1解析：选b.本题考查受力分析与平衡条件当用f1拉物块时，根据平衡条件，有f1cos60(mgf1sin60)；当用f2推物块时，有f2cos30(mgf2sin30)，而f1f2，联立解得2，选项b正确5如图为节日里悬挂灯笼的一种方式，a、b点等高，o为结点，轻绳ao、bo长度相等，拉力分别为fa、fb，灯笼受到的重力为g.下列表述正确的是()afa一定小于gbfa与fb大小相等cfa与fb是一对平衡力dfa与fb大小之和等于g解析：选b.由a、b两点等高，ao、bo等长可知，ao绳与bo绳两力对称，b正确；若两绳间的夹角120时，fafbg；当120时，fafb120时，fafbg，故a错误；这两个力的大小相等但方向不在同一直线上，不是平衡力，c错误；这两个力不是大小之和而是矢量之和等于g，d错误6(2012厦门高一检测)如图所示，物体受到与水平方向成30角的拉力f作用向左做匀速直线运动，则物体受到的拉力f与地面对物体的摩擦力的合力方向是()a向上偏左 b向上偏右c竖直向上 d竖直向下解析：选c.由于物体做向左的匀速运动，所以如果将力f分解到水平和竖直方向上，水平方向的分力f1与摩擦力等大反向，只剩下竖直向上的分力f2，所以拉力f与摩擦力的合力方向是竖直向上的本题也可将物体所受的弹力和重力等效为一个竖直向下的力，这样物体就受到三个力的作用，拉力f与摩擦力的合力应该与第三个力等大反向7(2012济南高一检测)如图所示，位于斜面上的物块在沿斜面向上的力f的作用下，处于静止状态，则斜面作用于物块的静摩擦力()a方向沿斜面向上b方向沿斜面向下c大小可能等于零d大小一定等于f解析：选c.由于不知道力f的大小，所以摩擦力的方向沿斜面向上和向下都有可能，如果fmgsin，摩擦力就为零；如果fmgsin，摩擦力的方向沿斜面向下；如果fmgsin，摩擦力的方向应沿斜面向上；如果2fmgsin，此时的摩擦力方向沿斜面向上，大小等于力f的大小，故c正确8如图所示，质量分别为m1、m2的两个物体通过轻弹簧连接，在力f的作用下一起沿水平方向做匀速直线运动(m1在地面，m2在空中)，力f与水平方向成角则m1所受支持力n和摩擦力f正确的是()anm1gm2gfsinbnm1gm2gfcoscffcosdffsin解析：选ac.把质量为m1、m2的两个物体看成一个整体进行研究，进行受力分析，水平方向上：ffcos，c正确；竖直方向上：nfsinm1gm2g，所以nm1gm2gfsin，所以a正确，b、d均错9两光滑平板mo、no构成一具有固定夹角075的v形槽，一球置于槽内，用表示no板与水平面之间的夹角，如图所示若球对板no压力的大小正好等于球所受重力的大小，则下列值中哪个是正确的() a15b30c45 d60解析：选b.球受重力mg和两个挡板给它的支持力n1、n2，由于球对板no压力的大小等于球的重力，所以板对小球的支持力n1mg，三力平衡，则必构成如图所示、首尾相接的矢量三角形，由于n1mg，此三角形为等腰三角形，设底角为，则2180，又因为四边形内角和为360，则0180，075，解得30，由几何关系得30.10用三根轻绳将质量为m的物块悬挂在空中，如图所示，已知绳ac和bc与竖直方向的夹角分别为30和60，则绳ac和绳bc中的拉力分别为()a.mg，mg b.mg，mgc.mg，mg d.mg，mg解析：选a.将绳ac和bc的拉力合成，由二力平衡条件可知，合力与重力大小相等，即fmg，如图所示因绳ac和绳bc与竖直方向的夹角分别为30和60，所以平行四边形为矩形，由图可知，ac绳中的拉力tacmgcos30mg，bc绳中的拉力tbcmgsin30mg，a正确二、非选择题11.如图所示，物体质量为m，靠在粗糙的竖直墙上，物体与墙之间的动摩擦因数为，若要使物体沿墙向上匀速运动，试求外力f的大小(f与水平方向夹角为)解析：物体向上运动，受力分析如图所示，建立如图所示的坐标系由共点力平衡条件得：fcosn0fsinfmg0又fn由得f.答案：12如图所示，是一种测定风力的仪器，p是质量为200 g的金属球，固定在一根细长钢性的金属丝下端，当无风时金属球自然竖直下垂，有风时金属丝将偏离竖直方向，刻度盘上的角度就能反映出风力的大小若某一时刻风从图示的水平方向吹向金属球p时，金属丝向左偏离竖直的角度30而处于静止(g取10 n/kg)则(1)此时风力和金属丝拉力分别有多大？(2)有人说：“若角度变为2，则风力也为原来的2倍”你认为这个结论对不对？为什么？解析：(1)法一：力的合成法如图甲所示，根据任意两个力的合力与第三个力等大反向，即风力f和拉力t的合力与重力等大反向，由平行四边形定则可得fmgtan0.210 n n，tt n n.甲乙丙法二：力的分解法重力的两个作用效果是使金属球抵抗风的吹力和使金属丝伸长形变，故可将重力沿水平方向和金属丝的方向进行分解，如图乙所示，由几何关系得ffmgtan n，tt n.法三：正交分解法以金属球为坐标原点，取水平方向为x轴，竖直方向为y轴，建立直角坐标系，如图丙所示，由共点力平衡条件知水平方向和竖直方向的合力分别等于零即f合xtsinf0，f合ytcosmg0，解得fmgtan n，t n.(2)不对由fmgtan可知，当金属球的质量m一定时，风力f与tan成正比，而不是与成正比答案：(1) n n(2)见解析飞跃之美汉代铜奔马马踏飞燕又称马超龙雀、铜奔马，青铜制，高34.5 cm，长45 cm，重17.5公斤，制作于东汉时期，出土于甘肃武威雷台汉墓，现收藏于甘肃省博物馆好一匹神马！只见它身躯浑圆雄劲，头微微左扬，昂首嘶鸣，飞跃奔腾，疾如闪电它三足腾空，右后蹄踏着一只飞燕，飞燕展翅回首，注目惊视设计师以娴熟精深的技巧，把奔马所具有的力量和速度融合成充沛流动的气韵，并浑然一体的贯注在昂扬的马首、流线型的身躯和四条刚劲的马腿上虽然它全身的着力点集中于一足，却完全符合力学平衡的原理，在三维空间达到了“形神兼备、气韵生动、形妙而又壮气”的完美境界那浓厚