2019-2020年高中物理《第二章 第3單元 受力分析 共點力的平衡》配套練習 魯科版選修3-3.doc
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2019-2020年高中物理《第二章 第3單元 受力分析 共點力的平衡》配套練習 魯科版選修3-3 1.如圖1所示是xx年第七屆城市運動會吊環(huán)比賽的一個場景, 此時人靜止不動,兩根吊帶對稱并與豎直方向有一定夾角,下列判斷正確的是( ) A.兩根吊帶受到環(huán)的拉力大小不等 B.手對吊環(huán)作用力方向豎直向下 C.每根吊帶受到環(huán)的拉力大小都等于人重量的一半 D.兩根吊帶受到環(huán)的拉力合力一定豎直向下 圖1 2.如圖2所示的水平面上,橡皮繩一端固定,另一端連接兩根彈簧,連接點P在 F1、F2和 F3三力作用下保持靜止。下列判斷正確的是( ) A. F1>F2>F3 B.F3>F1>F2 C.F2>F3>F1 圖2 D.F3>F2>F1 3.如圖3所示,截面為三角形的木塊a上放置一鐵塊b,三角形木塊豎直邊靠在豎直且粗糙的豎直墻面上,現用豎直向上的作用力F,推動木塊與鐵 塊一起向上勻速運動,運動過程中鐵塊與木塊始終保持相對靜止,則下列說法正確的是( ) A.木塊a與鐵塊b間一定存在摩擦力 圖3 B.木塊與豎直墻面間一定存在水平彈力 C.木塊與豎直墻面間一定存在摩擦力 D.豎直向上的作用力F大小一定大于鐵塊與木塊的重力之和 4.如圖4所示,一光滑斜面固定在地面上,重力為G的物體在一水平推力F的作用下處于靜止狀態(tài)。若斜面的傾角為θ,則( ) A.F=Gcosθ B.F=Gsinθ 圖4 C.物體對斜面的壓力FN=Gcosθ D.物體對斜面的壓力FN= 5.半圓柱體P放在粗糙的水平地面上,其右端有固定放置的豎直擋板MN。在P和MN之間放有一個光滑均勻的小圓柱體Q,整個裝置處于靜止狀態(tài)。如圖5所示是這個裝置的縱截面圖。若用外力使MN保持豎直,緩慢地向右移動,在Q落到地面以前,發(fā)現P始終保持靜止。在此過程中,下列說法中正確的是( ) 圖5 A.MN對Q的彈力逐漸減小 B.地面對P的摩擦力逐漸增大 C.P、Q間的彈力先減小后增大 D.Q所受的合力逐漸增大 6.如圖6所示,水平細桿上套一環(huán)A,環(huán)A與球B間用一輕質繩相連,質量分別為mA、mB,由于B球受到風力作用,環(huán)A與B球一起向右勻速運動。已知細繩與豎直方向的夾角為θ,則下列說法中正確的是( ) A.B球受到的風力F為mBgtanθ 圖6 B.風力增大時,輕質繩對B球的拉力保持不變 C.風力增大時,桿對環(huán)A的支持力保持不變 D.環(huán)A與水平細桿間的動摩擦因數為 7.在如圖7所示裝置中,兩物體質量分別為m1、m2,懸點a、b間的距離遠大于滑輪的直徑,不計一切摩擦,整個裝置處于靜止狀態(tài)。由圖可知( ) 圖7 A.α一定等于β B.m1一定大于m2 C.m1一定小于2m2 D.m1可能大于2m2 8.如圖8所示,所受重力為G的均勻小球放在傾角為α的斜面上,球被與斜面夾角為θ的木板擋住,球面、木板均光滑。若使球對木板壓力最小,則木板與斜面間夾角θ應為( ) A.α B.-α C. D.+α 圖8 9.如圖9所示,在一根粗糙的水平直桿上套有兩個質量均為m的鐵環(huán),兩鐵環(huán)上系著兩根等長細線,共同拴住質量為M的小球,兩鐵環(huán)與小球都處于靜止狀態(tài)?,F想辦法使得兩鐵環(huán)間距離增大稍許而同時仍能保持系統(tǒng)平衡,則水平直桿對鐵環(huán)的支持力FN和摩擦力 圖9 Ff的可能變化是( ) A.FN不變 B.FN增大 C.Ff增大 D.Ff不變 10.如圖10所示,一個質量為3.0 kg的物體,放在傾角為θ=30的斜面上靜止不動。若用豎直向上的力F=5.0 N提物體,物體仍靜止,(g=10 m/s2)下述結論正確的是( ) A.物體受到的摩擦力減小2.5 N 圖10 B.物體對斜面的作用力減小5.0 N C.斜面受到的壓力減小5.0 N D.物體受到的合外力減小5.0 N 11.如圖11所示,輕桿BC的C點用光滑鉸鏈與墻壁固定,桿的B點通過水平細繩AB使桿與豎直墻壁保持30的夾角。若在B點懸掛一個定滑輪(不計重力),某人用它勻速地提起重物。已知重物的質量m=30 kg,人的質量M=50 kg,g取10 m/s2。試求: (1)此時地面對人的支持力的大??; (2)輕桿BC和繩AB所受力的大小。 圖11 12.一個底面粗糙、質量為M的劈放在粗糙的水平面上,劈的斜面光滑且與水平面成30角;現用一端固定的輕繩系一質量為m的小球,小球放在斜面上,小球靜止時輕繩與豎直方向的夾角也為30,如圖12所示,試求: 圖12 (1)當劈靜止時繩子的拉力大小。 (2)若地面對劈的最大靜摩擦力等于地面對劈支持力的k倍,為使整個系統(tǒng)靜止,k值必須滿足什么條件? 詳解答案 1.解析:由兩根吊帶對稱可知,兩根吊帶受到環(huán)的拉力大小相等,A錯;人受力平衡,每個吊環(huán)對手的作用力方向由人的重心指向環(huán),方 向斜向上方,手對吊環(huán)的作用力斜向下方,B錯誤;兩吊帶對環(huán)的拉力方向沿著吊帶斜向上,其合力與人和環(huán)的重力平衡,即其合力方向豎直向上,故兩根吊帶受到環(huán)的拉力合力一定豎直向下,D正確;由于每根吊帶受到環(huán)的拉力方向不是豎直向下,故其大小一定大于人的重量的一半,C錯誤。 答案:D 2.解析:由于三力的共點平衡,三力首尾相連構建封閉三角形,由三角形的邊角關系可知,B項正確。 答案:B 3.解析:鐵塊b勻速運動,故鐵塊b受重力、斜面對它的垂直斜面向上的支持力和沿斜面向上的靜摩擦力,選項A正確;將a、b看做一個整體,豎直方向:F=Ga+Gb,選項D錯誤;整體水平方向不受力,故木塊與豎直墻面間不存在水平彈力,沒有彈力也就沒有摩擦力,選項B、C均錯。 答案:A 4.解析:物體所受三力如圖所示,根據平衡條件,F、FN′的合力與重力等大反向,有F=Gtanθ,FN=FN′=,故只有D選項正確。 答案:D 5.解析:對圓柱體Q受力分析如圖所示,P對Q的彈力為F,MN對Q的彈力為FN,擋板MN向右運動時,F和豎直方向的夾角逐漸增大,如圖所示,而圓柱體所受重力大小不變,所以F和FN的合力大小不變,故D選項錯誤;由圖可知,F和FN都在不斷增大,故A、C兩項都錯;對P、Q整體受力分析知,地面對P的摩擦力大小就等于FN,所以地面對P的摩擦力也逐漸增大。故選B。 答案:B 6.解析:對B受力分析可知A正確;當風力增大時,由于F拉=mBg/cosθ,所以B錯誤;以整體為研究對象,豎直方向桿對環(huán)A的支持力與環(huán)A和B球受到的重力平衡,C正確;水平方向上,mBgtanθ=μ(mA+mB)g,所以D錯誤。 答案:AC 7.解析:光滑滑輪兩邊繩的拉力相等,由物體處于平衡可得:水平方向:m2gsinα=m2gsinβ,∴α=β。豎直方向:2m2gcosβ=m1g,所以m1一定小于2m2。 答案:AC 8.解析:以小球為研究對象,小球受到三個力的作用處于平衡狀態(tài),且重力大小、方向一定,斜面的支持力方向一定,板的支持力可由矢量三角形得出,在板的支持力與斜面的支持力垂直時有最小值,故板與斜面垂直時,板對小球的支持力最小,由牛頓第三定律可知,小球對木板壓力最小,選項C正確。 答案:C 9.解析:對鐵環(huán)和小球受力分析如圖所示,以整體為研究對象,2FN=Mg+2mg,可見FN與α角無關,即FN不變,A對,B錯;摩擦力Ff=Fcosα,2Fsinα=Mg,所以Ff=,所以說Ff隨著α角的減小而增大,C對,D錯。 答案:AC 10.解析:對物體m進行受力分析:m始終處于靜止狀態(tài),不加豎直向上的力時,摩擦力f=mgsin30=15 N,支持力FN=mgcos30=15 N,物體對斜面的作用力是指物體對斜面的壓力和摩擦力的合力,其大小等于重力mg=30 N;若加上一個豎直向上的力提物體時,相當于重力減小了,可看作重力為G=(30-5) N=25 N的物體,此時摩擦力為f=Gsin30=12.5 N,減少了2.5 N,A正確;支持力為FN=Gcos30=12.5 N,斜面受到的壓力減小2.5 N,C錯誤;物體對斜面的作用力大小為25 N,減小5.0 N,B正確;m始終處于靜止狀態(tài),合外力為零,D錯誤。 答案:AB 11.解析:(1)因勻速提起重物,則FT=mg,且繩對人的拉力為mg,所以地面對人的支持力為: FN=Mg-mg=(50-30)10 N=200 N,方向豎直向上。 (2)定滑輪對B點的拉力方向豎直向下,大小為2mg,桿對B點的彈力方向沿桿的方向,如圖所示,由共點力平衡條件得: FAB=2mgtan30=23010 N=200 N FBC== N =400 N。 答案:(1)200 N (2)400 N 200 N 12.解析:(1)以小球為研究對象,其受力如圖甲所示,并建立如圖所示直角坐標系,對FT和mg進行正交分解,由物體的平衡條件可知:FTcos30=mgsin30 得FT=mg (2)以劈和小球整體為研究對象,整體受力情況如圖乙所示,由物體平衡條件可得: 甲 Ff=FTcos60,為使整個系統(tǒng)靜止,其臨界狀態(tài)是靜摩擦力Ff為最大值,即有 Ffmax=k[(M+m)g-FTsin60] 聯立以上兩式可得k= 乙 即k值必須滿足k≥。 答案:(1)mg (2)k≥- 配套講稿:
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