2017_2018版高中物理第四章牛顿运动定律习题课一共点力平衡的应用练习新人教版必修120180531161

1、习题课共点力平衡的应用1. (2017·湘潭检测)孔明灯又叫天灯,相传是由三国时的诸葛亮所发明.当年,诸葛亮被司马懿围困于平阳,无法派兵出城求救.诸葛亮算准风向,制成会飘浮的纸灯笼,系上求救的讯息,其后果然脱险,于是后世就称这种灯笼为孔明灯.现有一孔明灯升空后向着东北偏上方向匀速上升,则此时孔明灯所受空气的作用力(含风力)大小和方向是(c)a.0b.mg,东北偏上方向c.mg,竖直向上d.mg,东北偏上方向解析:孔明灯向着东北偏上方向匀速上升,即做匀速直线运动,处于平衡状态,则合力为零,根据平衡条件,空气的作用力大小f=mg,方向竖直向上.故选项c正确.2. (2017·成

2、都检测)如图所示,oa,ob为竖直平面的两根固定光滑杆,oa竖直、ob与oa间夹角为45°,两杆上套有可以自由移动的轻质环e和f,通过不可伸长的轻绳在结点d点悬挂质量为m的物体,当物体静止时,环e与杆oa间的作用力大小为f1,环f与杆ob间作用力大小为f2,则(b)a.f1=mg,f2=mg b.f1=mg,f2=mgc.f1=mg,f2=mg d.f1=mg,f2=mg解析: 由于杆光滑,当物体静止时,两根绳都与杆垂直,则物体受力如图所示.由平衡条件,力f1,f2的合力与物体重力为平衡力,其大小为mg,则f1=mgtan 45°=mg,f2=mg,选项b正确.3. (20

3、17·辽宁葫芦岛六校协作体初考)如图所示,半球形物体a和小球b紧靠着放在一固定斜面上,并处于静止状态,忽略小球b表面的摩擦,用水平力f沿物体a表面将小球b缓慢拉至物体a的最高点c,物体a始终保持静止状态,则下列说法中正确的是(a)a.物体a受到4个力的作用b.物体a受到斜面的摩擦力大小始终不变c.小球b对物体a的压力大小始终不变d.小球b对物体a的压力大小一直增加解析:物体a受重力、b球的压力、斜面的支持力和静摩擦力作用,选项a正确;对a,b整体,其受力为拉力、重力、支持力和静摩擦力,受力如图(甲)所示,根据平衡条件,有ff=(ma+mb)gsin +fcos ,球b受水平拉力、重力

4、和支持力而处于平衡,则f与fn的合力与重力等大反向,如图(乙)所示,则fn=,f=gbtan ,将小球b缓慢拉至物体a的最高点过程中,变小,故支持力fn变小,拉力f也变小,则斜面对a的静摩擦力减小,选项b,c,d错误.4. (2017·天水检测)如图所示,斜面放置于粗糙水平地面上,物块a通过跨过光滑定滑轮的轻质细绳与物块b连接,系统处于静止状态,现对b施加一水平力f使b缓慢地运动,使绳子偏离竖直方向(a与斜面均保持静止),在此过程中(c)a.斜面对物块a的摩擦力一直增大b.绳对滑轮的作用力不变c.地面对斜面的摩擦力一直增大d.地面对斜面的支持力一直增大解析:取物块b为研究对象,设细绳

5、与竖直方向夹角为,则有f=mgtan ,ft=;即该过程中绳子张力变大,但是开始时,并不知道物块a所受斜面的摩擦力方向,故物块a所受斜面体的摩擦力的情况无法确定,选项a错误;随着b的位置向右移动,绳子的拉力的方向一定会变化,选项b错误;在物块b缓慢拉高的过程中,增大,则水平力f随之变大,对a,b两物块及斜面体这个整体而言,地面对斜面体的摩擦力一定变大,选项c正确;因为整体竖直方向并没有其他力,故斜面体所受地面的支持力不变,选项d错误.5.(2017·襄阳检测)如图所示,在水平桌面上叠放着质量均为m的木板a,b以及木块c,初始时刻木板与木块均处于静止状态,a,b,c之间以及b与桌面之间

6、的动摩擦因数均为,设最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等,重力加速度为g.现将水平轻绳一端固定在a上,另一端绕过光滑滑轮系一质量为m的小物块d,则以下判断正确的是(d)a.当mg>3mg时,木板b开始滑动b.b受到地面的摩擦力大小不可能等于mgc.a,c之间的摩擦力大小一定等于mgd.不管m多大,木板b一定保持静止解析:对木板b,竖直方向受重力、压力和支持力,水平方向受a对b向右的摩擦力ffab和地面对b向左的摩擦力ffdb,由于a对b的最大静摩擦力为2mg,小于桌面对b的最大静摩擦力3mg,故物体b一定保持静止,选项a错误,d正确;当d的质量m较小时,abc保持静止,根据平衡条件可知,b受

7、到地面的摩擦力大小等于mg,选项b错误;当a,c发生相对滑动时,a,c之间的摩擦力等于mg,选项c错误.6. (2017·崇明县一模)如图所示,用与竖直方向成角(<45°)的倾斜轻绳a和水平轻绳b共同固定一个小球,这时绳b的拉力为ft1.现保持小球在原位置不动,使绳b在原竖直平面内逆时针转过角固定,绳b的拉力变为ft2;再转过角固定,绳b的拉力为ft3,则(a)a.ft1=ft3>ft2b.ft1<ft2<ft3c.ft1=ft3<ft2d.绳a的拉力增大解析: 由于小球在重力、a,b两绳的拉力作用下处于静止,而小球重力不变.根据平衡条件各力矢

8、量关系如图所示,由此可知,ft2最小,ft1=ft3,选项a正确,b,c,d错误.7.(2017·天津期末)如图,三根轻细绳悬挂两个质量相同的小球保持静止,a,d间细绳是水平的,现对b球施加一个水平向右的力f,将b缓缓拉到图中虚线位置,这时三根细绳张力ftac,ftad,ftab的变化情况是(b)a.都变大b.ftad和ftab变大,ftac不变c.ftac和ftab变大,ftad不变d.ftac和ftad变大,ftab不变解析:以b为研究对象受力分析,受力及重力分解法如图(甲)所示由图可以看出,当将b缓缓拉到图中虚线位置过程,a,b间细绳与竖直方向夹角变大,绳的拉力大小对应图中1,

9、2,3三个位置大小所示,即ftab逐渐变大,f逐渐变大;以a,b整体为研究对象,受力如图(乙)所示,设ac绳与水平方向夹角为,则竖直方向有ftacsin =2mg得ftac=,即ftac保持不变,水平方向有ftad=ftaccos +f,ftaccos 不变,而f逐渐变大,故ftad逐渐变大;选项b正确.8.(2017·葫芦岛检测)如图所示容器中装有两种互不相溶且界限分明的液体,密度分别为1和2,将一圆柱体放入容器中,圆柱体的密度为3.静止时圆柱体的上表面到分界线的距离为a,如图1所示.将第一个圆柱体取出,再将另一形状与体积完全相同,但用不同材料制成的圆柱体放入容器中,静止时圆柱体的

10、上表面到分界线的距离为b,如图2所示,求后一圆柱体的密度4.解析:设圆柱体的体积为v,高度为h,物体悬浮,由平衡条件,对图1情况有3vg=1g+2g,即3vg=1ga+2g(h-a)可得=同理,对图2情况可得=,由两式得4=2+(3-2).答案:2+(3-2)9.(2017·临沂期末)如图所示,位于粗糙斜面上的物体p,由跨过定滑轮的轻绳与物体q相连.已知物体p和q以及p与斜面之间的动摩擦因数都是,斜面的倾角为,物体p的质量为m,物体q的质量为2m,滑轮的质量、滑轮轴上的摩擦都不计,若用一沿斜面向下的力f拉p,使其匀速下滑,试求:(1)连接两物体的轻绳的拉力ft的大小;(2)拉力f的大小.解析:(1)物体q受力如图(甲)所示.由平衡条件得ft=2mgsin +ff1fn1=2mgcos 又ff1=fn1,解得ft=2mg