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《2016-2017学年高中物理 第4章 力与平衡 第3-4节 力的平衡、平衡条件的应用课后训练 鲁科版必修1》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第3节 力的平衡 第4节 平衡条件的应用课后训练案巩固提升A组(20分钟)1.下列哪几组共点力作用在同一物体上,物体可能保持平衡( ) A.2N、5N和9NB.2N、30N和50NC.8N、18N和9ND.20N、30N和20N解析:根据平行四边形定则知,任意两个力的合力大小满足
2、F1-F2
3、≤F≤
4、F1+F2
5、,物体在三个共点力作用下平衡,需要满足任意两个力的合力与第三个力平衡。因此,只有选项D满足平衡条件,选项D正确。答案:D2.一个质量为3kg的物体,被放置在倾角为α=30°的固定光滑斜面上,在如图所示的甲、乙、丙三种情
6、况下,物体能处于平衡状态的是(g取10N/kg)( )A.仅甲图B.仅乙图C.仅丙图D.甲、乙、丙图解析:物体受三个力的作用:重力、支持力、拉力。重力沿斜面向下的分力大小为15N,故只有乙图中的物体能保持平衡,选项B正确。答案:B3.如图所示,质量为m的等边三棱柱静止在水平放置的斜面上。已知三棱柱与斜面之间的动摩擦因数为μ,斜面的倾角为30°,则斜面对三棱柱的支持力与摩擦力的大小分别为( )A.mg和mgB.mg和mgC.mg和μmgD.mg和μmg解析:对三棱柱进行受力分析,由受力平衡可得:沿斜面方向上f=mgsin30°=mg,沿垂直斜面方向上N=m
7、gcos30°=mg。答案:A4.物体受到与水平方向成30°角的拉力F作用向左做匀速直线运动,如图所示。则物体受到的拉力F与地面对物体的摩擦力的合力的方向是( )A.向上偏左B.向上偏右C.竖直向上D.竖直向下解析:物体受四个力的作用,受力分析如图所示。在四个力作用下物体做匀速直线运动,则四个力的合力一定等于零。由此可知,拉力F与摩擦力f的合力一定与重力mg和支持力N的合力大小相等,方向相反。由于重力mg和支持力N的合力竖直向下,则拉力F和摩擦力f的合力方向一定竖直向上。答案:C5.(多选)学校运动会篮球比赛结束后,小林用网兜把篮球挂在室内光滑的墙上P处,
8、如图所示。小华看见后说:“网兜的悬线PQ太长,这样挂容易碰到人的头”,于是重新挂上,这次缩短了悬线PQ的长度。则PQ缩短后( )A.PQ对球的拉力增大B.PQ对球的拉力减小C.墙对球的支持力增大D.墙对球的支持力减小解析:由图解法得篮球受力变化如图所示,缩短悬线后,角度增大,合力不变,拉力和支持力都变大。答案:AC6.(多选)在广场游玩时,一小孩将一充有氢气的气球用细绳系于一个小石块上,并将小石块静止置于水平地面上,如图所示。若水平的风速逐渐增大(设空气密度不变),则下列说法中正确的是( )A.细绳的拉力逐渐增大B.地面受到小石块的压力逐渐减小C.小石块
9、滑动前受到地面施加的摩擦力逐渐增大,滑动后受到的摩擦力不变D.小石块有可能连同气球一起被吹离地面解析:对整体,水平方向受风力和摩擦力,竖直方向受重力、空气浮力和地面支持力,由平衡条件可知,风速增大时,即风力增大时,静摩擦力增大,由于竖直方向所受重力和空气浮力不变,故对地面的压力不变,若石块滑动,滑动摩擦力不变,所以选项B、D错误,选项C正确。隔离气球,绳子的拉力等于风力与浮力的合力,风力变大时,风力与浮力的合力变大,绳子的拉力变大,选项A正确。答案:AC7.在科学研究中,可以用风力仪直接测量风力的大小,其原理如图所示。仪器中一根轻质金属丝,悬挂着一个金属球。
10、无风时,金属丝竖直下垂;当受到沿水平方向吹来的风时,金属丝偏离竖直方向一个角度。风力越大,偏角越大。通过传感器,就可以根据偏角的大小指示出风力。那么,风力大小F跟金属球的质量m、偏角θ之间有什么样的关系呢?解析:取金属球为研究对象,有风时,它受到3个力的作用:重力mg、水平方向的风力F和金属丝的拉力T,如图所示。这3个力是共点力,在这3个共点力的作用下金属球处于平衡状态,则这3个力的合力为零。根据任意两力的合力与第3个力等大反向求解,可以根据力的三角形定则求解,也可以用正交分解法求解。解法一:(力的合成法)如图甲所示,风力F和拉力T的合力与重力等大反向,由平
11、行四边形定则可得F=mgtanθ。解法二:(力的分解法)重力有两个作用效果:使金属球抵抗风的吹力和使金属丝拉紧,所以可以将重力沿水平方向和金属丝的方向进行分解,如图乙所示,由几何关系可得F=F'=mgtanθ。解法三:(正交分解法)以金属球为坐标原点,取水平方向为x轴,竖直方向为y轴,建立坐标系,如图丙所示。由水平方向的合力F合x和竖直方向的合力F合y分别等于零,即F合x=Tsinθ-F=0,F合y=Tcosθ-mg=0。解得F=mgtanθ。由所得结果可见,当金属球的质量m一定时,风力F只跟偏角θ有关。因此,偏角θ的大小就可以指示出风力的大小。答案:F=m
12、gtanθ8.导学号93960072如图所示,质量为
