【同步】物理人教版必修1：第三章　5　第2课时　多力平衡问题　轻绳、轻杆模型习题

第2课时多力平衡问题轻绳、轻杆模型课时对点练[分值：60分][1~4题，每题4分]1.下列四种情形中，作用在同一物体上的力F大小均相同，物体均处于静止状态，则物体对水平地面压力最大的是()答案C解析对各图物体进行受力分析，在水平方向和竖直方向上进行正交分解，由平衡条件和几何关系可知，四种情况下，地面对物体的支持力大小分别为FN1＝mgFN2＝mg－Fsin30°FN3＝mg＋Fsin30°FN4＝mg－F由牛顿第三定律可知，物体对水平地面压力与水平地面对物体的支持力大小相等，因此C图中物体对水平地面的压力最大，故选C。2.(多选)如图所示，质量为m的物体放在水平地面上，在与水平方向成θ角的拉力F作用下做匀速运动。已知物体与地面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，下列说法正确的是()A.物体受到的摩擦力为FcosθB.物体受到的摩擦力为μmgC.物体对地面的压力为mgD.物体受到地面的支持力为mg－Fsinθ答案AD解析对物体受力分析，如图所示，地面对物体的支持力大小为mg－Fsinθ，物体受到的摩擦力大小为μ(mg－Fsinθ)；由力的相互性知，物体对地面的压力大小为mg－Fsinθ，因物体做匀速运动，由平衡条件可知Ff＝Fcosθ，故选A、D。3.(2024·广东省学业考试)如图所示，物体在平行于斜面向上、大小为5N的力F作用下，沿固定的粗糙斜面向上做匀速直线运动，物体与斜面间的滑动摩擦力()A.等于零 B.小于5NC.等于5N D.大于5N答案B解析设斜面的倾角为θ，对物体受力分析如图所示，根据题意由平衡条件有F＝mgsinθ＋Ff，可得Ff＝F－mgsinθ<5N，故选B。4.(多选)(2023·中山中学高一期末)如图所示，质量为m的物体在恒力F的作用下沿天花板匀速滑动，F与水平方向的夹角为θ，物体与天花板之间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，则物体受到的摩擦力大小是()A.Fcosθ B.FsinθC.μ(Fsinθ＋mg) D.μ(Fsinθ－mg)答案AD解析将恒力F沿水平和竖直方向正交分解，如图，因物体沿天花板匀速运动，则水平方向上有Fcosθ－Ff＝0，即物体受到的摩擦力大小为Ff＝Fcosθ，A正确，B错误；竖直方向上有Fsinθ－mg＝FN，则摩擦力大小为Ff＝μFN＝μ(Fsinθ－mg)，C错误，D正确。5.(8分)(来自教科教材)如图所示，工人缓慢地把货物沿倾斜的木板推上汽车，货物重为800N，木板长为5m，木板一端离地距离为1m，假定工人推力的方向始终与板面平行，推力的大小为300N。那么工人在推动货物的过程中，木板对货物的摩擦力是多少？答案140N解析如图所示，设木板与水平面成θ角，木板对货物的支持力为FN、滑动摩擦力为Ff。由共点力平衡条件得F＝G·sinθ＋Ff，代入sinθ＝ℎL＝15及G＝800N，F有Ff＝F－Gsinθ＝(300－800×15)＝140N。[6、7题，每题6分]6.如图所示，一物块在水平拉力F的作用下沿水平桌面做匀速直线运动。若保持F的大小不变，方向改为与水平桌面成60°角斜向上，物块也恰好做匀速直线运动。则物块与桌面间的动摩擦因数为()A.3 B.33 C.2＋3 D.2－答案B解析物块在水平拉力F的作用下沿水平桌面做匀速直线运动，根据平衡条件F＝Ff＝μmg，若保持F的大小不变，方向改为与水平桌面成60°角斜向上，根据平衡条件以及力的分解，有Fsin60°＋FN＝mg，Fcos60°＝Ff'＝μFN，联立解得μ＝33，故选B7.如图甲所示，轻杆BC水平插入竖直墙内，轻绳AD跨过水平轻杆BC右端的轻滑轮悬挂一个质量为2kg的物体。如图乙所示，水平轻杆HG一端用铰链固定在竖直墙上，另一端G通过轻绳EG拉住，且G端用轻绳GF悬挂一个质量也为2kg的物体。已知AC、EG与水平方向的夹角均为30°，重力加速度g取10m/s2，不计一切摩擦。下列说法正确的是()A.绳AC的拉力大小为203NB.绳EG的拉力大小为40NC.滑轮对绳子的弹力大小为103ND.将H端的铰链去掉，杆HG水平插入墙内，绳EG的拉力大小一定不变答案B解析取C点为研究对象，受力分析如图(a)所示，根据几何关系有FAC＝FCD＝mg＝20N，且二者夹角为120°，故可得轻杆BC对C端的弹力大小为FBC＝FAC＝20N，滑轮对绳子的弹力大小为20N，A、C错误；取G点为研究对象，受力分析如图(b)所示，竖直方向有FEGsin30°＝mg，解得绳EG对G端的拉力大小为FEG＝40N，B正确；将H端的铰链去掉，杆HG水平插入墙内，杆的弹力方向不一定沿着杆，则绳EG的拉力大小可能发生改变，D错误。8.(12分)(来自鲁科教材)如图所示，拖把是生活中常用的清洁工具，由拖杆和拖把头构成。设某拖把头的质量为m，拖杆质量可忽略，拖把头与地板之间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g。用该拖把在水平地板上拖地，沿拖杆方向推拖把，拖杆与竖直方向的夹角为θ。若拖把头在地板上匀速移动，求推拖把的力的大小。答案μsin解析设沿拖杆方向推拖把的力为F，拖把头还受重力mg、支持力FN及摩擦力Ff的作用，如图所示，则按平衡条件有Fcosθ＋mg＝FN，Fsinθ＝Ff，又有滑动摩擦力大小Ff＝μFN，联立解得F＝μsinθ9.(12分)(来自粤教教材)如图所示，起重机将重力为G的正方形工件缓缓吊起。四根等长的钢绳(质量不计)，一端分别固定在正方形工件的四个角上，另一端汇聚一起挂在挂钩上，绳端汇聚处到每个角的距离均与正方形的对角线长度相等。求每根钢绳受力的大小。答案36解析起重机将工件缓缓吊起，这个过程中工件受力平衡，注意到四根钢绳的拉力有对称性，水平方向四个力的分力抵消，