人教版高中物理必修1课后习题 第3章 相互作用——力 分层作业21 共点力的平衡

分层作业21 共点力的平衡
A级必备知识基础练
1.如图所示,重力为20 N的物体,放在倾角为30°的光滑斜面上,弹簧测
力计对物体的拉力与斜面平行。

物体在斜面上保持静止时,弹簧测力计示
数为( )
A.10 N
B.17 N
C.20 N
D.30 N
2.(江苏南通月考)一架无人机执行航拍任务时正沿直线朝斜下方匀速运动。

用G表示无人机所受的重力,F表示空气对它的作用力,下列四幅图中
能表示此过程中无人机受力情况的是( )
3.(河南郑州期末)如图所示,倾角为θ=30°的斜面体固定在水平地面上,质量为m=0.2 kg的物体在平行于斜面体底边、大小为F=√3 N的水平力
作用下静止于斜面上。

重力加速度大小g取10 m/s2。

该物体受到的摩擦
力大小为( )
A.2 N
B.4 N
C.6 N
D.8 N
4.(湖南常德高一期末)如图所示,某同学参加学校集体劳动,先后用斜向上和斜向下的力去推水平地面上的木箱,两次推力的大小均为F,方向与水平面的夹角均为θ,两次均未推动木箱,关于这两种情况,下列说法正确的是( )
A.木箱受到地面的支持力不同
B.木箱受到地面的摩擦力不同
C.木箱在水平方向所受合力不同
D.木箱在竖直方向所受合力不同
5.(四川学业考试)如图所示,两根细绳AO、BO连接于O点,点的下方用细绳CO悬挂一重物并处于静止状态,细绳BO水平。

则三根细绳中拉力最大的是( )
A.AO
B.BO
C.CO
D.无法确定
6.(多选)如图所示,在恒力F作用下,物块保持静止。

关于物块的受力情况,下列说法正确的是( )
A.物块一定受到四个力
B.物块与墙之间一定有弹力
C.物块与墙之间一定有摩擦力
D.物块受到的摩擦力方向可能向下
7.物体A在水平力F1=500 N的作用下,沿倾角θ=37°的斜面匀速滑动,如图所示。

物体A受到的重力G=400 N,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,求物体与斜面间的动摩擦因数μ。

B级关键能力提升练
8.(多选)(山东菏泽高一期末)如图所示,长度相同的光滑圆柱体甲、乙质量分别为m1、m2,半径分别为r1、r2,甲放在两竖直墙壁之间,甲、乙均处于静止状态。

已知两墙壁的距离刚好等于甲的直径,且r1=4r2,重力加速度为g,则下列说法正确的是( )
A.甲对左侧墙壁的压力为零
B.乙对左侧墙壁的压力为零
C.甲对地面的压力为m2g
D.甲对右侧墙壁的压力为3
m2g
4
9.(重庆巴蜀中学期末)如图所示,一小朋友在家用拖把拖地,拖把头的质量为m,拖杆的质量可以忽略,小朋友沿杆方向对拖把头施加大小为F的推力,此时推力与水平方向的夹角为θ,拖把头沿水平地面做匀速直线运动,重力加速度大小为g,下列说法正确的是( )
A.地面对拖把头的支持力与拖把头受到的重力大小相等
B.拖把头对地面的摩擦力等于F
C.若只增大角的大小,则拖把头运动过程中受到的摩擦力一定增大
D.拖把头与地面间的动摩擦因数为Fcosθ
mg-Fsinθ
10.如图所示,小球被轻质细线系住斜吊着放在静止的光滑斜面上。

设小球质量m=1 kg,斜面倾角θ=30°,悬线与竖直方向夹角α=30°,光滑斜面的质量为3 kg,置于粗糙水平面上,g取10 m/s2。

求:
(1)悬线对小球的拉力大小;
(2)地面对斜面的摩擦力的大小和方向。

11.如图所示,质量m1=12 kg的物体A用细绳绕过光滑的滑轮与质量为m2=2 kg的物体B相连,连接A的细绳与水平方向的夹角为θ=53°,此时系统处于静止状态。

已知A与水平面的动摩擦因数μ=0.5,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g取10 m/s2,si n 53°=0.8,cos 53°=0.6。

求:
(1)A物体所受摩擦力的大小;
(2)改变物体B的质量,欲使系统始终保持静止,物体B的质量不能超过多少?
参考答案
分层作业21 共点力的平衡
1.A 物体受重力、支持力和弹簧测力计的拉力,三力平衡,拉力等于重力
N=10N。

A正确。

沿斜面向下的分力,故F=mgsin30°=20×1
2
2.C 由于无人机正沿直线朝斜下方匀速运动,即所受合外力为零,所以只有C图正确。

3.A 根据题意,对物体受力分析可知,物体受重力、支持力、水平力F以及摩擦力的作用而处于平衡状态,将重力分解为垂直于斜面和沿斜面的两个分力,根据平衡条件可知,在沿斜面方向上,重力的分力mgsinθ与水平力F以及摩擦力的合力为零,则摩擦力大小等于F与mgsinθ的合力,由几何关系可知,该物体受到的摩擦力大小为F f=√F2+(mgsinθ)2=2N,故A正确。

4.A 分别对两木箱受力分析,由平衡条件有
F f1=Fcosθ,F N1=mg-Fcosθ,F f2=Fcosθ,F N2=Fcosθ+mg,可得,木箱受到地面的支持力不同,木箱受到地面的摩擦力相同,A正确,B错误;由题意知,木箱没动,受到的合力为零,即水平方向和竖直方向受到的合力相同,均为零,C、D错误。

5.A 重物处于静止状态,合力为零,对O点进行受力分析如图所示,由几何关系知,F TA最大,即三根细绳中拉力最大的是AO,故选A。

6.BD 恒力F有水平向左和竖直向上分力F y,根据力平衡条件可知,墙对物块一定有水平向右的弹力,选项B正确;F y与重力可能相等,则物块与墙之间没有摩擦力,选项C错误;F y可能大于重力,则物块受到的摩擦力方向向下,选项D正确。

7.解析取A为研究对象,受力分析并建立坐标系如图所示。

由平衡条件可知,在坐标x、y两个方向合力分别为零,即有
x方向上F1cos37°-Gsin37°-F f=0
y方向上F N-F1sin37°-Gcos37°=0
解得F N=620N,F f=160N
所以μ=F f
F N =160
620
=8
31。

答案8
31
8.AD 对乙进行受力分析,如图(1)所示,由平衡条件有
F N=m2gtanθ,tanθ=1-r2
√(r1+r2)-(r1-r2)=3
4
,解得F N=3
4
m2g,根据牛顿第三定律
可知,乙对左侧墙壁的压力为3
4
m2g,故B错误;根据上述可知,甲对乙的支持
力F N2=m2g
cosθ=5
4
m2g,根据牛顿第三定律可知,乙对甲的压力为5
4
m2g,由于该压
力的存在,导致甲与右侧墙壁有挤压效果,甲对左侧墙壁没有挤压效果,即
甲对左侧墙壁的压力为零,故A正确;对甲、乙整体进行受力分析如图(2)
所示,有F N地=m1g+m2g,F N1=F N=3
4
m2g,可知甲对地面的压力为m1g+m2g,甲对右侧
墙壁的压力为3
4
m2g,故C错误,D正确。

图(1)
图(2)
9.C 对拖把头进行受力分析,在竖直方向上有F N=mg+Fsinθ,则地面对拖把头的支持力大于拖把头受到的重力,A错误;拖把头匀速运动,水平方向受力平衡,则拖把头所受地面的摩擦力大小F f=Fcosθ,B错误;由
F f =μ(mg+Fsinθ)可知,若只增大角的大小,则拖把头运动过程中受到的
摩擦力一定增大,拖把头与地面间的动摩擦因数μ=
Fcosθmg+Fsinθ,C 正确,D 错误。

10.解析(1)以小球为研究对象,受力分析如图甲所示,水平方向建立x 轴,竖直方向建立y 轴,对各力进行正交分解,得水平方向
F T sin30°=F N sin30°,竖直方向F T cos30°+F N cos30°=mg,解得
F T =12mg cos30°=10√33
N 。

(2)以小球和斜面整体为研究对象,受力分析如图乙所示,因为系统静止,所以F f =F T sin30°=10√33×12N=5√33
N,方向水平向左。

答案(1)10√33 N (2)5√33 N 水平向左
11.解析(1)选物体B 为研究对象,由平衡条件得
细绳的拉力F=m 2g
再以物体A 为研究对象,受力分析如图所示,由平衡条件知
水平方向Fcos53°-F f=0
解得F f=12N。

(2)当物体B的质量增加,使物体A刚要滑动时,同理有:水平方向Fcos53°-F fm=0
竖直方向Fsin53°+F N-m1g=0
其中最大静摩擦力F fm=μF N
联立方程解得m2=6kg。

答案(1)12 N (2)6 kg。