高中物理 4.3 共点力的平衡及其应用(一)每课一练 沪科版必修

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1、4.3共点力的平衡及其应用(一)每课一练(沪科版必修1)题组一 对平衡状态和共点力平衡条件的理解1.关于物体的平衡,下列说法正确的是(  )A.如果物体所受合力等于零,则一定处于静止状态B.如果物体所受合力等于零,则一定处于匀速直线运动状态C.只要物体速度等于零,物体就处于平衡状态D.如果物体受到共点力作用而处于平衡状态,则合力一定为零答案 D解析 物体所受合力等于零,则物体处于静止状态或匀速直线运动状态,因此,A、B均错;物体速度为零时,合力可能不为零,如竖直上抛物体到达最高点的瞬间,故C错.2.一个物体在三个力的作用下处于平衡状态,则(

2、  )A.三个力的合力可能不为零B.三个力的合力一定为零C.三个力一定是共点力D.三个力可以不是共点力答案 BC3.某物体受四个力的作用而处于静止状态,保持其他三个力的大小和方向均不变,使另一个大小为F的力的方向转过90°,则欲使物体仍能保持静止状态,必须再加上一个大小为多少的力(  )A.FB.FC.2FD.3F答案 B题组二 共点力平衡条件的简单应用4.如图1所示,一重为10N的球固定在支杆AB的上端,今用一段绳子水平拉球,使杆发生弯曲,已知绳的拉力为7.5N,则AB杆对球的作用力(  )图1A.大小为7.5NB.大小为10NC.方向与

3、水平方向成53°角斜向右下方D.方向与水平方向成53°角斜向左上方答案 D解析 小球受力如图所示,则F2sinα=G,F2cosα=F1,tanα==,α=53°,F2==N=12.5N.5.如图2所示,物体M放在水平面上受到两个水平力的作用,F1=4N,F2=8N,物体处于静止状态.如果将水平力F1增加5N,则(  )图2A.物体M仍处于静止B.物体M受到的合力方向向左C.物体M受到的合力方向向右D.物体M受到的摩擦力等于5N答案 A解析 据题意可知,当F1=4N,F2=8N时,物体处于静止状态,即物体所受最大静摩擦力的最小值应为F2-F

4、1=(8-4)N=4N.如果将F1增加5N,则F1′=(4+5)N=9N.显然F1′-F2=(9-8)N=1N,小于最大静摩擦力,故物体仍处于静止状态,所受静摩擦力为1N,方向与F1′的方向相反,物体所受合力为零,故A选项正确.6.如图3所示,物体M在斜向右下方的推力F作用下,在水平地面上恰好做匀速运动,则推力F和物体M受到的摩擦力的合力方向(  )图3A.竖直向下B.竖直向上C.斜向下偏左D.斜向下偏右答案 A解析 物体M受四个力作用(如图所示),支持力N和重力G的合力一定在竖直方向上,由平衡条件知,摩擦力f和推力F的合力与支持力N和重力

5、G的合力必定等大反向,故f与F的合力方向竖直向下.题组三 利用正交分解法处理共点力的平衡问题7.如图4所示,一物体放在水平地面上,对物体施加一个倾角为θ的斜向右上方的力F,当这个力从零开始逐渐增大时,物体受到的摩擦力将(  )图4A.逐渐增大B.逐渐减小C.先逐渐增大,后又减小D.先逐渐减小,后又增大答案 C解析 对物体进行受力分析,如图所示,将F进行正交分解,可得F1=Fcosθ,F2=Fsinθ.在F较小时,物体不运动,摩擦力f是静摩擦力,其大小应为f=F1=Fcosθ.所以F增大时,f也增大.在F较大时,物体发生了运动,静摩擦力变为滑

6、动摩擦力,其大小应为f′=μN,又由竖直方向受力平衡,有N+F2=G,所以N=G-F2=G-Fsinθ.滑动摩擦力的大小f′=μ(G-Fsinθ),所以当F增大时,f′减小.8.小船用绳索拉向岸边,如图5所示,设船在水中运动时水的阻力大小不变,那么在小船匀速靠岸的过程中,下列说法正确的是(  )图5A.绳子的拉力T不断增大B.绳子的拉力T不变C.船的浮力减小D.船的浮力增大答案 AC解析 如图所示,小船受四个力的作用而匀速前进,水平方向:f=Tcosθ,竖直方向:Tsinθ+F浮=mg当θ角增大时,由于f不变,则拉力T增大,浮力F浮减小.9

7、.如图6所示,在倾角为θ的固定光滑斜面上,质量为m的物体受外力F1和F2的作用,F1方向水平向右,F2的方向竖直向上.若物体静止在斜面上,则下列关系正确的是(  )图6A.F1sinθ+F2cosθ=mgsinθ,F2≤mgB.F1cosθ+F2sinθ=mgsinθ,F2≤mgC.F1sinθ-F2cosθ=mgsinθ,F2≤mgD.F1cosθ-F2sinθ=mgsinθ,F2≤mg答案 B解析 物体静止在斜面上应有F2≤mg,受力如图所示,x方向:F2sinθ+F1cosθ=mgsinθ,故B对,D错.y方向:F2cosθ+N=F1

8、sinθ+mgcosθ,因N≥0,则F2cosθ≤F1sinθ+mgcosθ,故A、C都错.题组四 综合应用10.用轻弹簧竖直悬挂质量为m的物体,静止时弹簧伸长量为L.现用该弹簧

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