2019_2020学年高中物理课时分层作业20共点力平衡条件的应用平衡的稳定性(选学)(含解析)教科版

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1、课时分层作业(二十) 共点力平衡条件的应用平衡的稳定性(选学)(时间:30分钟 分值:60分)一、选择题(本题共6小题,每小题6分)1.如图所示,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(  )A.物体M仍处于静止状态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5NA [当F1=4N,F2=8N时物体静止,此时物体受向右的摩擦力为4N,说明fmax≥4N.当F1增加5N时,F1与F2的合力为1N,物体仍能静止.]2.从图中可以看出,卸下来的沙子呈现一个圆锥形.因

2、为沙粒与沙粒之间的动摩擦因数μ可以看作一个定值,所以沙堆的高与周长之比是定值,也就是说,无论卸下来的沙子是多还是少,沙堆是大还是小,这些沙堆的形状都是相似的.那么,沙堆的高与周长之比为(  )A.   B.   C.   D.A [分析沙堆边缘处一粒沙子的受力,如图所示,由平衡条件得mgsinθ=μmgcosθ,所以μ=tanθ又tanθ=,周长c=2πR.所以=.故选A.]3.棒AB的一端A固定于地面,可绕A点无摩擦地转动,B端靠在物体C上,物体C靠在光滑的竖直墙上,如图所示.若在C物体上再放上一个小物体,整个装置仍保持平衡,则B端与C物体之间的弹力大小将(  )A

3、.变大B.变小C.不变D.无法确定A [设B对C的弹力大小为F,AB与竖直方向的夹角为α,则对C在竖直方向有Fcosα=mg,当在物体C上放置小物体后,则对C和小物体的整体而言,mg变大,则F变大,故选项A正确.]4.如图所示,一根轻绳跨过定滑轮后系在质量较大的球上,球的大小不可忽略,在轻绳的另一端加一个力F,使球沿斜面由图示位置缓慢拉上顶端,各处的摩擦不计,在这个过程中拉力F(  )A.逐渐增大B.保持不变C.先增大后减小D.先减小后增大A [将球沿固定的光滑斜面由题图位置缓慢拉到顶端的过程中,顺时针转动过程绳子拉力方向如图中1到2到3的位置(注意开始时绳子拉力与支

4、持力的夹角就是大于90°的)由图可以看出绳子拉力一直增大,即F一直增大.]5.如图所示,吊环运动员将吊绳与竖直方向分开相同的角度,重力大小为G的运动员静止时,左边绳子张力为T1,右边绳子张力为T2.则下列说法正确的是(  )A.T1和T2是一对作用力与反作用力B.运动员两手缓慢撑开时,T1和T2都会变小C.T2一定大于GD.T1+T2=GB [T1和T2是两边绳子作用在吊环上的力,不是一对作用力与反作用力,选项A错误;因T1和T2的合力等于G,故当运动员两手缓慢撑开时,绳子与竖直方向的夹角减小,故T1和T2都会变小,选项B正确;因绳子与竖直方向的夹角不确定,故T2与G

5、的关系不能确定,选项C错误;T1和T2的矢量和等于G,故T1+T2=G只在当绳子与竖直方向夹角为零时才是成立的,选项D错误.]6.如图所示,一小球在斜面上处于静止状态,不考虑一切摩擦,如果把竖直挡板由竖直位置缓慢绕O点转至水平位置,则此过程中球对挡板的压力F1和球对斜面的压力F2的变化情况是(  )A.F1先增大后减小,F2一直减小B.F1先减小后增大,F2一直减小C.F1和F2都一直减小D.F1和F2都一直增大B [小球受重力、挡板弹力F1′和斜面弹力F2′,将F1′与F2′合成为F,如图所示.小球一直处于平衡状态,三个力中的任意两个力的合力与第三个力等值、反向、共

6、线,故F1′和F2′的合力F一定与重力等值、反向、共线,从图中可以看出,当挡板绕O点逆时针缓慢地转向水平位置的过程中,F1′先变小,后变大,F2′越来越小;由牛顿第三定律可知F1先变小,后变大,F2越来越小,故B正确.]二、非选择题(本题共2小题,共24分)7.(12分)如图所示,光滑金属球的重力G=40N.它的左侧紧靠竖直的墙壁,右侧置于倾角θ=37°的斜面体上.已知斜面体处于水平地面上保持静止状态,sin37°=0.6,cos37°=0.8.求:(1)墙壁对金属球的弹力大小;(2)水平地面对斜面体的摩擦力的大小和方向.[解析] (1)金属球静止,则它受到的三个力平

7、衡(如图所示).由平衡条件可得墙壁对金属球的弹力为N1=Gtanθ=40tan37°=30N.(2)斜面体对金属球的弹力为N2==50N由斜面体平衡可知地面对斜面体的摩擦力大小为f=N2sin37°=30N摩擦力的方向水平向左.[答案] (1)30N (2)30N 方向水平向左8.(12分)一物体置于粗糙的斜面上,给该物体施加一个平行于斜面的力,当此力为100N且沿斜面向上时,物体恰能沿斜面向上匀速运动;当此力为20N且沿斜面向下时,物体恰能在斜面上向下匀速运动,求施加此力前物体在斜面上受到的摩擦力.甲[解析] 物体沿斜面向上运动时受力分析如图甲所示

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