2013-2014学年高中物理 基础知识篇 第三章 第五节 共点力的平衡条件同步练测 粤教版必修1

1 第五节第五节 共点力的平衡条件共点力的平衡条件 建议用时实际用时满分实际得分 45 分钟100 分 一 选择题一 选择题 本题包括 12 小题 每小题给出 的四个选项中 只有一个选项是正确的 有的有两 个选项正确 全部选对的得 5 分 选对但不全的得 3 分 有选错或不选的得 0 分 共 60 分 1 下列各运动状态中物体处于平衡状态的是 A 静止在粗糙面上的物体 B 沿光滑斜面下滑的物体 C 在平直路面匀速行驶的汽车 D 初速度为零的做匀加速直线运动的物体 2 一物体受到三个共点力的作用 下列能使 物体处于平衡状态的是 A F1 7 N F2 8 N F3 9 N B F1 8 N F2 2 N F3 1 N C F1 7 N F2 1 N F3 5 N D F1 10 N F2 8 N F3 1 N 3 一个物体受到三个力的作用 三力构成的 矢量图如图所示 则能够使物体处于平衡状态的情 形是 4 运动员用双手握住竖直的滑杆匀速上攀和匀 速下滑时 运动员所受到的摩擦力分别是 f1和 f2 那么 A f1向下 f2向上 且 f1 f2 B f1向上 f2向下 且 f1 f2 C f1向上 f2向上 且 f1 f2 D f1向上 f2向下 且 f1 f2 5 如图 3 5 8 放置在水平地面上的直角劈质 量为 M 直角劈上有一个质量为 m 的物体 若 m 在 其上匀速下滑 M 仍保持静止 则 图 3 5 8 A 直角劈对地面的压力等于 M m g B 直角劈对地面的压力大于 M m g C 地面对直角劈没有摩擦力 D 地面对直角劈有向左的摩擦力 6 如图所示 两块同样的条形磁铁A与B质 量均为m 将它们竖直放在水平地面上 用弹簧测 力计通过一根细线竖直向上拉磁铁A 若弹簧测力 计的读数为mg 则B对A的弹力F1以及桌面对B 的弹力F2分别为 2 A F1 0 F2 mg B F1 mg F2 0 C F1 0 F2 mg D F1 0 F2 mg 7 如图 3 5 10 所示 一根长为 L 的易断的细 绳 其两端固定在天花板上的 A B 两点 若在细 绳上的 C 处系一重物 已知 AC BC 则下面的说法 中正确的是 图 3 5 10 A 增加物体的质量 BC 绳先断 B 增加物体的质量 AC 绳先断 C 增加物体的质量 两根绳同时断 D 以上说法都不对 8 如图 3 5 11 所示 重物 G 用轻绳悬于 O 点 被轻绳 OA OB 拉住 现保持 O 点及 OA 绳位置不变 缓缓将 OB 绳由水平方向向上转动 在转动过程中 OA OB 绳中的张力变化情况是 图 3 5 11 A OA 绳张力一直变大 OB 绳张力一直变小 B OA 绳张力一直变大 OB 绳张力先变小后变 大 C OA 绳张力一直变小 OB 绳张力一直变大 D OA 绳张力一直变小 OB 绳张力先变小后变 大 9 三段不可伸长的细绳 OA OB OC 能够承受 的最大拉力相同 它们共同悬挂一重物 如图 3 5 14 所示 其中 OB 是水平的 A B 固定 若逐渐 增加 C 端所悬挂重物的质量 则最先断的是 图 3 5 14 A 必定是 OA B 必定 是 OB C 必定是 OC D 可能 是 OB 也可能是 OC 10 如图 3 5 15 有一个半径为 r 0 2 m 的圆 柱绕竖直轴 OO 以 9 rad s 的角速度匀速转动 今用力F 将质量为 1 kg 的物体 A 压在圆柱侧面 使其以 v0 2 4 m s 的速度匀速下降 若物体 A 与 圆柱的动摩擦因数 0 25 求力 F 的大小 已 知物体 A 在水平方向受光滑挡板的作用 不能随轴 一起转动 3 图 3 5 15 11 如图所示 质量为m的物体悬挂在轻质支 架上 斜梁OB与竖直方向的夹角为 设水平横 梁OA和斜梁OB作用于O点的弹力分别为F1和 F2 以下结果正确的是 A F1 mgsin B 2 sin mg F C F2 mgcos D 2 cos mg F 12 如图 3 5 17 所示 一质量为 M 的楔形块放 在水平桌面上 它的顶角为 90 两底角为 和 a b 是两个位于斜面上质量均为 m 的木块 已 知所有接触面都是光滑的 发现 a b 沿斜面下滑 而楔形木块静止不动 这时楔形木块对桌面的压力 等于 图 3 5 17 A Mg mg B Mg 2mg C Mg mg sin sin D Mg mg cos cos 二 填空题二 填空题 本题共 1 小题 共 6 分 请将正 确的答案填到指定位置 13 如图所示 两物体A B质量分别为 2 kg 1 kg 用跨过定滑轮的轻绳相连 A静止于水 平地面上 不计摩擦 绳对A的拉力大小为 N 地面对A作用力的大小为 N 取g 10 m s2 三 计算题三 计算题 本题共 3 题 共 34 分 要写出必 要的文字说明 方程式和重要的演算步骤 只写 出最后答案的不能得分 有数值计算的题 答案中 必须明确写出数值和单位 14 如图 3 5 9 所示 细绳 AO 和 BO 悬挂一重 G 100 N 的物体 已知 30 60 求绳 AO BO 所受的拉力分别为多大 图 3 5 9 15 如图 3 5 13 所示 在倾角 30 的斜面 上有一竖直的挡板 在挡板和斜面之间有一重为 G 20 N 的光滑圆球 试求球对斜面的压力 4 图3 5 13 16 当物体从高空下落时 所受阻力会随物体 的速度增大而增大 因此下落一段距离后将匀速下 落 这个速度称为此物体下落的收尾速度 研究发 现 在相同环境条件下 球形物体的收尾速度仅与 球的半径和质量有关 下表是某次研究的实验数据 小球编号 A AB BC CD DE E 小球的半径r 10 3 m 0 5 0 5 1 5 2 2 5 小球的质量m 10 6 kg 25 4 5 4 0 1 00 小球的收尾速度 v m s 1 1 6 4 0 4 0 2 0 3 2 1 根据表中的数据 求出B球与C球在达到 收尾速度时所受阻力之比 2 根据表中的数据 归纳出球形物体所受阻 力f与球的速度大小v及球的半径r的关系 写出 有关表达式 并求出比例系数 第五节第五节 共点力的平衡条件共点力的平衡条件 得分 得分 一 选择题一 选择题 题号 123456 789101112 答案 二 填空题二 填空题 13 三 计算题三 计算题 14 15 16 第五节第五节 共点力的平衡条件共点力的平衡条件 参考答案参考答案 1 1 AC 解析 解析 平衡状态是指物体所受合力为零的状态 即静止和匀速直线运动 2 A 解析 解析 三个共点力使物体处于平衡状态 则三个共点力的合力为零 其中一个力必定在另外两个力 的合力范围内 A 项中F1 7 N F2 8 N 的合力范围为 1 N F 15 N F3 9 N 在此范围内 故选 A 3 A 4 4 C 解析 解析 由于都是匀速运动 所受合力都为零 所以摩擦力 f1 f2大小都与重力相等 方向与重 力相反 5 5 AC 解析 解析 利用整体法对直角劈和物体整体受力分析 受重力 M m g 和地面的支持力 N 由于物 体匀速运动 直角劈静止 两者都处于平衡状态 所以 M m g N 且地面对直角劈无摩擦 6 C 解析 解析 以A B整体为研究对象 整体受三个力作用 重力 2mg 桌面的弹力F2及弹簧测力计的拉力 F 由平衡条件得F F2 2mg F2 2mg F mg 以A为研究对象 A受四个力的作用 重力mg 弹簧测力计的拉力F mg B对A的弹力F1及B对A 的吸引力F 由平衡条件得F F1 mg F F1 F 0 故选项 C 正确 7 7 A 解析 解析 绳中的张力与绳的长度无任何关系 根据 TA TB的合力必与重力 G 等大且反向 如图甲 所示 可知三力构成一个箭头首尾相接的矢量三角形 如图乙所示 且力的大小与长度成正比 可知 TB TA 选项 A 正确 8 8 D 解析 解析 根据 OB 绳的初始位置可作出初始状态力的矢量三角形 如图甲所示 三个力中 重力的 大小和方向均不变 绳 OA 张力的方向不变 随着绳 OB 张力的方向的改变 使得绳 OB OA 的张力的大小 也随着改变 其动态变化如图乙所示 由图中可看出 TB先变小后变大 而 TA一直在减小 选项 D 正确 9 9 A 解析 解析 以 O 点为研究对象 受力分析如图 其中 F1 F2 F3 分别为 OA OB OC 对 O 点的作用力 此 三力在绳断前使 O 点处于平衡状态 故三力图示顺向封 闭 由图可知 F1最大 故 OA 先断 10 10 50 N 解析 解析 圆柱与 A 接触相对于 A 的速度垂直纸面向里 所以 A 相对于圆柱体既有 v0 2 4 m s 的竖直向下的恒定速度 又有 v r 9 0 2 m s 1 8 m s 的垂直纸面向外的速度 A 相对于圆柱体合速度 3 m s 2 2 0 vvv 与竖直方向夹角 4 3 arctanarctan 0 v v A 所受摩擦力的方向与相对速度方向相反 其竖直向上分量与 A 所受重力平衡 fcos mg 0 f N F 解得 F 50 N 11 D 解析 解析 O点受力如图所示 由图可知F1 mgtan 2 cos mg F 12 12 A 解析 解析 由于各接触面是光滑的 a b 两物体均加速下滑 分析楔形块受力 楔形块自身的重力 Mg 地面的支持力 FN a 对楔形块的压力 Fa mgcos b 对楔形块的压力 Fb mgcos 如图所示 利用正交分解 在竖直方向上合力为零 FN Mg Facos Fbcos Mg mgcos2 mgcos2 因为 与 互余 所以 cos2 cos2 1 所以 FN Mg mg 13 10 10 解析 解析 受力分析如图 由于A B都处于静止状态 所以T FN G T G 又因为T T 所以 绳对A的拉力T等于B的重力 地面对A的作用力FN G T 14 14 绳 AO BO 所受拉力分别为 50 N N350 解析 解析 对 O 点受力分析如图 对所受力进行正交分解 由于物体处于静止状态 所以 x 方向上 T1cos T2cos y 方向上 T1sin T2sin G 代入数据得 T1 50 N T2 350N 15 15 23 1 N 解析 解析 圆球由于受重力作用 它会产生挤压斜面和竖直挡板的两种效果 其方向分别垂 直于斜面和挡板 将重力沿上述两个方向分解 可得力的平行四边形 如图所