高三物理一轮复习 第九讲 共点力作用下的平衡作业(1).doc

第九讲 共点力作用下的平衡课后作业（一）1.如图所示，在水平力f的作用下，木块a、b保持静止若木块a与b的接触面是水平的，且f0.则关于木块b的受力个数可能是()a3个或4个b3个或5个c4个或5个 d4个或6个【解析】木块b一定受重力和a对它的压力；将a、b看作整体，因整体保持静止，所以b一定受斜面的支持力；隔离木块a对其受力分析，因a静止，故a一定受b的静摩擦力，从而b也一定受a的静摩擦力；斜面对木块b的静摩擦力可能有，也可能无综上所述，正确答案为c.【答案】c2.(2011海南高考)如图所示，粗糙的水平地面上有一斜劈，斜劈上一物块正在沿斜面以速度v0匀速下滑，斜劈保持静止，则地面对斜劈的摩擦力()a等于零 b不为零，方向向右c不为零，方向向左 d不为零，v0较大时方向向左，v0较小时方向向右【解析】取物块与斜劈整体作为研究对象，由于物块匀速运动、斜劈静止，故整体所受外力之和必为零分析整体的受力可知，由于重力、地面的支持力方向都沿竖直方向，若地面的摩擦力不为零时，其合力方向只能沿水平方向，必导致整体的合力不为零与题述矛盾，故只有a正确【答案】a3.小张将吊床用绳子拴在两棵树上等高的位置，如图所示他先坐在吊床上，后躺在吊床上，两次均处于静止状态则（） a吊床对他的作用力，坐着时更大 b吊床对他的作用力，躺着时更大c吊床对他的作用力，坐着与躺着时一定等大 d吊床两端绳的张力，坐着与躺着时一定等大c；因坐着和躺着时皆处于静止状态，故吊床对他的作用力大小等于重力，坐着和躺着时一定等大，则选项c正确，a、b错误坐着和躺着使吊床两端的绳与竖直方向的夹角不同，所以张力也不同，d错误4.如图所示，两根等长的轻绳将日光灯悬挂在天花板上，两绳与竖直方向的夹角都为45，日光灯保持水平，所受重力为g，左右两绳的拉力大小分别为（ ）ag和g bg和g cg和g dg和gb；对日光灯进行受力分析建立坐标系，将f1和f2进行分解，如图所示，由平衡条件知水平方向：f1 sin 45 = f2sin 45 竖直方向：f1 cos 45 + f2cos 45= g 由解得f1 = f2 =，选项b正确5.如图所示，一固定斜面上两个质量相同的小物块 a和 b 紧挨着匀速下滑，a 与 b 的接触面光滑已知 a 与斜面之间的动摩擦因数是 b 与斜面之间动摩擦因数的 2 倍，斜面倾角为，b 与斜面之间的动摩擦因数是（ ）a b ctan dcota；对于 a 和 b 物体进行受力分析，设 b 与斜面之间的动摩擦因数为，根据平衡条件列出方程2mgsin = mgcos + 2mgcos 解得 = (2tan)/36.如图所示，细绳 ao、bo 等长，a 点固定不动，在手持 b 点沿圆弧向 c 点缓慢运动过程中，绳 bo 的张力将（ ）a不断变大 b不断变小c先变大再变小 d先变小再变大d；选 o 点为研究对象，o 点受三力作用而平衡此三力构成一个封闭的动态三角形，如图所示很容易看出，当fb 与fa 垂直时，即 + = 90时，fb 取最小值.因此，选项d正确7.(2012佛山一中模拟)如图所示，a、b都是重物，a被绕过小滑轮p的细线悬挂，b放在粗糙的水平桌面上滑轮p被一根斜短线系于天花板上的o点，o是三根细线的结点，细线bo水平拉着物体b，co沿竖直方向拉着弹簧弹簧、细线、小滑轮的重力不计，细线与滑轮之间的摩擦力可忽略，整个装置处于静止状态若悬挂小滑轮的斜线中的拉力是f20 n，coa120，重力加速度g取10 m/s2，则下列说法正确的是()a弹簧的弹力为20 nb重物a的质量为2 kgc桌面对物体b的摩擦力为10 nd细线op与竖直方向的夹角为60【解析】选取滑轮作为研究对象，滑轮两侧细线的夹角为60，设滑轮两侧细线中拉力为fa，则有famag，联立解得重物a的质量为，选项b正确；将oa中的拉力fa沿水平方向和竖直方向分解，由平衡条件得facos 30fb，fasin 30fc，解得弹簧的弹力为fc10 n，选项a错误；细线ob中拉力fb10 n，对物体b由平衡条件得桌面对物体b的摩擦力为10 n，选项c正确；细线op的方向在滑轮两侧细线夹角的平分线上，与竖直方向的夹角为30，选项d错误【答案】bc8.(易错题)(18分)如图所示，在倾角为的粗糙斜面上，有一个质量为m的物体被水平力f推着静止于斜面上，已知物体与斜面间的动摩擦因数为，且tan，若物体恰好不下滑，则推力f为多少？若物体恰好不上滑，则推力f为多少？(最大静摩擦力等于滑动摩擦力)【解析】因为tan，则f0时，物体不能静止在斜面上，当物体恰好不下滑时，受力如图甲所示：由平衡条件得：mgsinf1cosf10 (3分)n1mgcosf1sin0 (3分) 又有：f1n1 (2分)解得：f1 mg (2分)当物体恰好不上滑时，受力如图乙所示：由平衡条件得：mgsinf2f2cos0 (3分) n2mgcosf2sin0 (2分)又有：f2n2 (1分)解得：f2 mg (2分)9.两个相同的小球a和b，质量均为m，用长度相同的两根细线把a、b两球悬挂在水平天花板上的同一点o，并用长度相同的细线连接a、b两小球，然后，用一水平方向的力f作用在小球a上，此时三根细线均处于直线状态，且ob细线恰好处于竖直方向，如图所示如果不考虑小球的大小，两小球均处于静止状态，则：(1)ob绳对小球的拉力为多大？(2)oa绳对小球的拉力为多大？(3)作用力f为多大？解析(1)因ob绳处于竖直方向，所以b球处于平衡状态，ab绳上的拉力为零，ob绳对小球的拉力fobmg.(2)a球在重力mg、水平拉力f和oa绳的拉力foa三力作用下平衡，所以oa绳对小球的拉力foa2mg.(3)作用力fmgtan 60mg.答案(1)mg(2)2mg(3)mg10.一光滑圆环固定在竖直平面内，环上套着两个小球a和b(中央有孔)，a、b间由细绳连接着，它们处于如图11中所示位置时恰好都能保持静止状态此情况下，b球与环中心o处于同一水平面上，a、b间的细绳呈伸直状态，且与水平线成30角已知b球的质量为3 kg，求细绳对b球的拉力和a球的质量(g取10 m/s2)解析：对b球受力分析如图12所示，物体b处于平衡状态有：tsin30mbgt2mbg2310 n60 n物体a处于平衡状态有：在水平方向：tcos30nasin30在竖直方向：nacos30magtsin30.由上两式解得：ma2mb6 kg.答案：60 n6 kg第九讲 共点力作用下的平衡课后作业（二）1.如图所示，有一质量不计的杆ao，长为r，可绕a自由转动用绳在o点悬挂一个重为g的物体，另一根绳一端系在o点，另一端系在以o点为圆心的圆弧形墙壁上的c点当点c由图示位置逐渐向上沿圆弧cb移动过程中(保持oa与地面夹角不变)，oc绳所受拉力的大小变化情况是 ()a逐渐减小 b逐渐增大c先减小后增大 d先增大后减小答案c2.(预测题)如图所示，用细绳系住放在倾角为的光滑斜面上的球，当细绳由水平方向缓慢向上偏移至竖直方向的过程中，细绳上的拉力将()a.逐渐增大b.逐渐减小c.先增大后减小 d.先减小后增大【解析】选d.球的重力有两个效果，即拉细绳和压斜面，用图解法分析，作出力的分解图如图所示，由图可知，当细绳由水平方向逐渐向上偏移至竖直方向时，细绳上的拉力f2将先减小后增大，当f2和f1的方向垂直时，f2有极小值；而球对斜面的压力f1逐渐减小，故d正确.3.(2012洛阳模拟)如图所示，质量为m的物体在与斜面平行向上的拉力f作用下，沿着水平地面上质量为m的粗糙斜面匀速上滑，在此过程中斜面保持静止，则地面对斜面()a.无摩擦力 b.支持力等于(mm)gc.支持力为(mm)gfsin d.有水平向左的摩擦力，大小为fcos5.【解析】选c、d.由于m沿着斜面匀速上滑，可把m和斜面看做整体.整体受力如图所示，根据平衡条件得，n(mm)gfsin，ffcos，选项a、b错误，c、d正确.4.(2012天津和平区模拟)如图所示，水平细杆上套一细环a，环a和球b间用一轻质绳相连，质量分别为ma、mb(mamb)，由于b球受到水平风力作用，a环与b球一起向右匀速运动，已知细绳与竖直方向的夹角为，则下列说法正确的是()a风力增大时，轻质绳对b球的拉力保持不变b. b球受到的风力f为magtan c杆对a环的支持力随着风力的增加而不变d. a环与水平细杆间的动摩擦因数为【解析】如图为球b的受力情况，其中f为风力，ft为轻质绳对球b的拉力，由图中的几何关系可得fmbgtan ，故b错误；由题中所给的b球的运动状态可知，ft大小等于f和mbg的合力f，当风力f增大时，f和mbg的合力f会增大，从而ft增大，故a错误；由整体法可知，杆对a环的支持力大小等于环a与球b的总重力，故c正确；环a所受的滑动摩擦力大小等于风力，即(mamb)gf，故，d错误【答案】c5.(2012江门模拟)如图所示，细绳a一端固定在杆上c点，另一端通过定滑轮用力拉住，一重物用绳b挂在杆bc上，杆可绕b点转动，杆、细绳的质量及摩擦均不计，重物处于静止若将细绳a慢慢放下，则下列说法正确的是 ()a绳a的拉力fa减小，杆所受到的压力f增大b绳a的拉力fa增大，杆所受到的压力f增大c绳a的拉力fa不变，杆所受到的压力f减小d绳a的拉力fa增大，杆所受到的压力f不变【解析】如图所示，以杆上c点为研究对象，c点受到三个力作用：杆的支持力f(大小等于f)、绳b的拉力(大小等于重物重力g)、绳a的拉力fa.三力组合成一个矢量三角形，且力的三角形与几何三角形abc相似由于力的三角形与几何三角形相似，可由几何边长的变化判定对应力大小的变化：随着细绳a慢慢放下，几何边ac变长、bc边不变，则绳a的拉力fa增大，杆所受压力f不变故选项d正确【答案】d6.(2012湛江模拟)两倾斜的滑杆上分别套有a、b两个圆环，两圆环上分别用细线悬吊着一个物体，如图所示当它们都沿滑杆向下滑动时，a的悬线与滑杆垂直，b的悬线竖直向下，则()aa圆环与滑杆无摩擦力bb圆环与滑杆无摩擦力ca圆环做的是匀速运动db圆环做的是匀速运动【解析】由于a圆环和物体的连线与滑杆垂直，对物体研究，将物体的重力沿滑杆的方向和垂直于滑杆的方向分解，则沿滑杆向下的分力产生的加速度为gsin ，对整体研究，整体沿滑杆向下运动，整体要有沿滑杆向下的加速度等于gsin 必须是a圆环与滑杆的摩擦力为零，a正确；对b圆环连接的物体研究，由于连接圆环与物体的绳竖直向下，物体受到的合力如果不为零，合力必定沿竖直方向，合力在垂直于滑杆的方向上的分力必产生加速度，这与题意矛盾，物体在垂直于滑杆的方向上速度为零，因此物体受到的合力必为零，物体和圆环一起做匀速运动，d正确【答案】ad7.(2011合肥模拟)如图所示，在倾角为的传送带上有质量均为m的三个木块1、2、3，中间均用原长为l，劲度系数为k的轻弹簧连接起来，木块与传送带间的动摩擦因数均为，其中木块1被与传送带平行的细线拉住，传送带按图示方向匀速运行，三个木块处于平衡状态下列结论正确的是()a2、3两木块之间的距离等于b2、3两木块之间的距离等于c1、2两木块之间的距离大于2、3两木块之间的距离d如果传送带突然加速，相邻两木块之间的距离都将增大【解析】设2、3两木块之间弹簧伸长量为x1，分析木块3的受力，由平衡条件可知，kx1，故2、3两木块之间的距离为lx1，a错误，b正确；设木块1、2之间弹簧的伸长量为x2，以2、3两木块为一整体，可得：kx2，故1、2两木块之间的距离为，c正确；如果传送带突然加速，并不影响木块所受的摩擦力的大小和方向，因此相邻两木块之间的距离将不变，d错误【答案】bc8.如图所示，光滑的直角三角形框架abc竖直放在水平面上，两质量均为m的小环m、n用轻质细绳相连套在两直角边上而处于静止状态，已知30，则下列判断正确的是()a细绳张力大小为mg b环m对ab边压力为mgc环m、n对两直角边的压力比值为d剪断细绳瞬间，环m、n的加速度比为3【解析】因m处于平衡状态，对m受力分析可得：tcos mgsin 及tsin mgcos fm，同理对n受力分析也可得：tsin mgcos ，tcos mgsin fn，联立可得60，tmg，fmmg，fnmg，a、b错，c对；剪断绳瞬间，两环合力均为各自重力沿斜面的分力作用，产生的加速度比为，d对【答案】cd 9.(2012天水月考)如图所示，质量m kg的木块套在水平杆上，并用轻绳与质量m kg的小球相连今用跟水平方向成30角的力fn拉着球带动木块一起向右匀速运动，运动中m、m相对位置保持不变，g取10 n/kg.求：(1)运动过程中轻绳与水平方向夹角；(2)木块与水平杆间的动摩擦因数.【解析】(1)以球为研究对象，球受力如图(a)所示据共点力平衡条件得fcos 30tcos 0fsin 30tsin mg解得t10 n30.(2)以木块m为研究对象，其受力如图(b)所示据共点力平衡条件得tcos 30f0fnmgtsin 300ffn解得0.35.10.(易错题)(18分)