教科版高中物理必修1 课时作业-第4章 第2节 第3节 平衡的稳定性(选学)

[A 组 素养达标]

1．(多选)下列物体的设计中能增大稳度的是( ) A ．不倒翁的下部填充实物,上部空壳 B ．赛车有一副“身矮轮宽”的怪模样 C ．凳子将四条腿改为三条腿 D ．船的两头尖,中间宽

解析：不倒翁的结构能降低重心,从而增大稳度,A 正确；赛车的宽轮胎能增大接触面,从而增大稳度,B 正确． 答案：AB

2．如图所示,放在水平桌面上的木块受到F 1＝8 N 、F 2＝3 N 的两水平推力作用而

静止．若撤去F 1,则木块在水平方向上受到的合力为( ) A ．0

B ．3 N,方向为水平向左

C ．2 N,方向为水平向右

D ．8 N,方向为水平向左

解析：木块原来处于静止状态,则所受摩擦力为静摩擦力,取向右为正方向,由平衡条件得F 1－F 2－f ＝0,得静摩擦力f ＝5 N,方向为水平向左．撤去F 1后,F 2使木块产生向左的运动趋势,由于F 2<5 N,故木块仍静止,故此时木块在水平方向上受到的合力为0(此时静摩擦力f′＝3 N,方向为水平向右,与F 2平衡),故选A. 答案：A

3．如图所示,A 、B 两球完全相同,质量为m,用两根等长的细线悬挂在O 点,两球之间夹着一根劲度系数为k 的轻弹簧,静止不动时,弹簧位于水平方向,两根细线之间的夹角为θ,则弹簧的长度被压缩了( ) A.

mgtan θ

k

B.

2mgtan θ

k

C.mgtan

θ2

k

D.2mgtan

θ2

k

则x ＝mgtan

θ2

k

,

解析：对A 球受力分析如图所示,由平衡条件得：F ＝mgtan θ

2,又F ＝kx,

故C 对,A 、B 、D 错． 答案：C

4．如图所示,在粗糙水平面上放置A 、B 、C 、D 四个小物块,各小

物块之间由四

根完全相同的轻弹簧相互连接,正好组成一个菱形,∠BAD＝120°,整个系统保持静止状态．已知A物块所受的摩擦力大小为f,则D物块所受的摩擦力大小为( )

A.

3

2

f B．f

C.3f D．2f

解析：由对称性可知,四根轻弹簧的弹力大小相等,均为F,对A有：2Fcos 60°＝f,对D有：2Fcos 30°＝f D,故f D＝3f,C选项正确．

答案：C

5．如图所示,电灯悬挂于两墙之间,更换水平绳OA使连结点A向上移动而保持O点的位置不变,则A点向上移动时( )

A．绳OA的拉力逐渐增大

B．绳OA的拉力逐渐减小

C．绳OA的拉力先增大后减小

D．绳OA的拉力先减小后增大

解析：对点O受力分析,如图所示,通过作图,可以看出绳OA的张力先变小后变大,故A、B、C错误,D正确．

答案：D

6．如图所示,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( )

A．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

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＝Fcos θ,F2＝Fsin θ.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＝Fcos θ,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－Fsin θ.滑动摩擦力的大小f′＝μ(G－Fsin θ),所以当F增大时,f′就减小了．

答案：C

7．(多选)一铁架台放在水平地面上,其上用轻质细线悬挂一小球,开始时细线竖直．现将水平F作用于小球上,使其缓慢地由实线位置运动到虚线位置,铁架台始

终保持静止．则在这一过程中( )

A．水平拉力F变大

B．细线的拉力不变

C．铁架台对地面的压力变大

D．铁架台所受地面的摩擦力变大

解析：对小球受力分析,受细线的拉力、重力、F,根据平衡条件,有F＝mgtan θ,θ逐渐增

大则F逐渐增大,故A正确；细线的拉力T＝mg

cos θ

,θ增大,T增大,故B错误；以整体为研究对象,根据平衡条件得：f＝F,则f逐渐增大,N＝(M＋m)g,N保持不变,故D正确,C 错误．

答案：AD

8．(多选)穿过挂有重物的动滑轮的绳子两端分别固定于两个竖直板上A、B两点,如图所示,已知B点在A点之上．若将A点所在的板向右缓慢水平移动少许至M虚线位置．下列有关说法正确的是( )

A．滑轮所在的高度不变

B．绳子被拉断的可能性变大

C．绳子被拉断的可能性变小

D．绳子对滑轮的作用力不变

解析：重物两边的绳左右对称,即两绳与竖直方向的夹角θ相等．如图所示,根据平衡条件,有：2Tcos θ＝mg.

A点所在板向右缓慢水平移动即θ变大,故绳的拉力T变大,即绳子被拉断的可能性变大,B正确,C错误；由几何知识可知滑轮所在高度随θ的增大而升高,故A错误；绳子对滑轮的作用力始终等于滑轮的重力,故D正确．

答案：BD

9．物体A在水平力F1＝400 N的作用下,沿倾角θ＝60°的斜面匀速下滑(如图所

μ.(已知3示)．物体A受到的重力mg＝400 N,求物体A与斜面间的动摩擦因数

≈1.73)

解析：取物体A为研究对象,它在四个力的作用下处于平衡状态,根据受力情况,建立直角坐标系如图所示．

根据平衡条件可得：f＋F1cos θ－mgsin θ＝0,

N－F1sin θ－mgc os θ＝0.

又f＝μN,

联立以上各式,代入数据解得：

μ≈0.27.