2016-2017学年高中物理第5章力与平衡第3节力的平衡第4节平衡条件的应用学业分层测评鲁科版必修1

力的平衡 平衡条件的应用(建议用时：45分钟)学业达标1(多选)下面关于共点力的平衡与平衡条件的说法正确的是 ()A如果物体的运动速度为零，则必处于平衡状态B如果物体的运动速度大小不变，则必处于平衡状态C如果物体处于平衡状态，则物体沿任意方向的合力都必为零D如果物体受到三个共点力的作用而处于平衡状态，则任意两个力的合力与第三个力大小相等、方向相反【解析】物体运动速度为零时不一定处于静止状态，A错误；物体运动速度大小不变、方向变化时，不是做匀速直线运动，一定不是处于平衡状态，B错误；物体处于平衡状态时，合力为零，物体沿任意方向的合力都必为零，C正确；任意两个共点力的合力与第三个力等大反向、合力为零，物体处于平衡状态，D正确【答案】CD2(多选)下列运动项目中的运动员处于平衡状态的是()A体操运动员双手握住单杠吊在空中不动时B蹦床运动员在空中上升到最高点时C举重运动员在举起杠铃后不动的那段时间内D游泳运动员仰卧在水面静止不动时【解析】物体处于平衡状态的条件是a0，B项中运动员在最高点时v0，而a0，故不是处于平衡状态，B错误，A、C、D正确【答案】ACD3(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；C、D不能增大稳度【答案】AB4(多选)一物体受到3个共点力的作用，下面4组能使物体处于平衡状态的是() 【导学号：79750086】AF17 N，F28 N，F39 NBF18 N，F22 N，F31 NCF17 N，F21 N，F35 NDF110 N，F210 N，F31 N【解析】三个力中某两个力的合力|F1F2|F12合F1F2.若另一个力F3的大小在F12合的取值范围内，则这3个力的合力可能为零物体可能平衡，A、D正确【答案】AD5水平桌面上叠放着木块P和Q，用水平力F推P，使P、Q两木块一起沿水平桌面匀速滑动，如图535所示，下列判断正确的是 ()图535AP受两个力，Q受五个力BP受三个力，Q受六个力CP受四个力，Q受五个力DP受四个力，Q受六个力【解析】在水平推力的作用下，物体P、Q一起匀速滑动，则对P受力分析：重力与支持力、推力与静摩擦力对于Q受力分析：重力、地面支持力、P对Q的压力、静摩擦力、地面给Q的滑动摩擦力因此P受到四个力，Q受到五个力故C正确【答案】C6如图536所示，一光滑斜面固定在地面上，重力为G的物体在一水平推力F的作用下处于静止状态若斜面的倾角为，则 ()图536AFGcos BFGsin C物体对斜面的压力FNGcos D物体对斜面的压力FN【解析】物体受力如图所示：根据平衡条件，F、FN的合力与重力等大反向，则有FGtan ，FNFN，故只有D选项正确【答案】D7(多选)两块轻质竖直平行板A、B之间夹着一块重力为6 N的长方体木块C，如图537所示，此时A、B对C的压力均为10 N，若C与A、B之间的动摩擦因数均为0.4，要将C沿竖直方向从两板间拉出，并且使C做匀速直线运动，则需对C施加外力F的大小为() 【导学号：79750087】图537A14 NB8 NC2 N D10 N【解析】要考虑将C向上和向下两种情况匀速拉出向上匀速拉出时FGfG2N14 N，A正确；向下匀速拉出时F2NG2 N，C正确【答案】AC8两个物体A和B，质量分别为M和m，用跨过定滑轮的轻绳相连，A静止于水平地面上，如图538所示，不计摩擦力，A对绳的作用力的大小与地面对A的作用力的大小分别为()图538Amg，(Mm)gBmg，MgC(Mm)g，MgD(Mm)g，(Mm)g【解析】先研究B，B受重力mg和绳的拉力T，B处于平衡状态，故Tmg，即B对绳的拉力大小等于mg.再分析绳受力，A拉绳的力与B拉绳的力是一对平衡力，因此A对绳的作用力的大小也是mg.再分析A，A受向下的重力Mg，绳、地面对A的向上的力为T、N，列平衡方程得TNMg，所以NMgT，即N(Mm)g.【答案】A能力提升9(多选)小船用绳索拉向岸边，如图539所示，设船在水中运动时水的阻力大小不变，那么在小船匀速靠岸的过程中，下列说法正确的是 ()图539A绳子的拉力T不断增大B绳子的拉力T不变C船的浮力减小D船的浮力增大【解析】小船受四个力的作用而匀速前进水平方向：FTcos ，竖直方向：Tsin F浮mg当角增大时，由于阻力F不变，则拉力T增大，浮力F浮减小【答案】AC10(多选)如图5310所示，质量分别为m1、m2的两个物体通过轻弹簧连接，在力F的作用下一起沿水平方向做匀速直线运动(m1在地面上，m2在空中)，力F与水平方向成角则m1所受支持力N和摩擦力f正确的是 ()图5310ANm1gm2gFsin BNm1gm2gFcos CfFcos DfFsin 【解析】选整体为研究对象，在水平方向整体受摩擦力f和F在水平方向的分力，根据平衡条件得fFcos ，所以选项C正确，选项D错误；在竖直方向受支持力N、重力和F在竖直方向的分力，根据平衡条件得Nm1gm2gFsin ，所以选项A正确，选项B错误【答案】AC11沿光滑的墙壁用网兜把一个足球挂在A点，如图5311所示，足球的质量为m，网兜的质量不计，足球与墙壁的接触点为B，悬绳与墙壁的夹角为，求悬绳对球的拉力和墙壁对球的支持力图5311【解析】法一：用合成法取足球和网兜作为研究对象，它们受重力Gmg、墙壁的支持力N和悬绳的拉力T三个共点力作用而平衡由共点力平衡的条件可知，N和T的合力F与G大小相等、方向相反，即FG，作平行四边形如图所示由三角形知识得：NFtan mgtan ，T.法二：用分解法取足球和网兜作为研究对象，其受重力Gmg、墙壁的支持力N、悬绳的拉力T，如图所示，将重力分解为F1和F2.由共点力平衡条件可知，N与F1的合力必为零，T与F2的合力也必为零，所以NF1mgtan ，TF2.法三：用正交分解法求解取足球和网兜作为研究对象，受三个力作用，重力Gmg、墙壁的支持力N、悬绳的拉力T，如图所示，取水平方向为x轴，竖直方向为y轴，将T分别沿x轴和y轴方向进行分解由平衡条件可知，在x轴和y轴方向上的合力Fx合和Fy合应分别等于零，即Fx合NTsin 0Fy合Tcos G0由式解得：T代入式得：NTsin mgtan .【答案】mgtan 12如图5312所示，重为500 N的人通过跨过定滑轮的轻绳牵引重为200 N的物体，当绳与水平面成60角时，物体静止不计滑轮与绳的摩擦，求地面对人的支持力和摩擦力的大小图5312【解析】人与物体静止，所受合力皆为零，对物体受力分析得，绳的拉力F1200 N；对人受力分析，人受四个力作用，重力G、拉力F1、支持力FN、摩擦力Ff，根据平衡条件可得：水平方向：FfF1cos 60200 N100 N，竖直方向：FNGF1sin 60 N100(5) N.【答案】100(5) N100 N6