1、4.1 共点力作用下物体的平衡 每课一练(教科版必修1)一、选择题(本题共8小题,每小题5分,共40分)1一个质量为3 kg的物体,被放置在倾角30的固定光滑斜面上,在如图1所示的甲、乙、丙三种状况下,物体能处于平衡状态的是(g10 m/s2)()图1A仅甲图B仅乙图C仅丙图 D甲、乙、丙图解析:物体受三个力的作用,重力、支持力、拉力。重力沿斜面对下的分力大小为15 N,故只有乙图中能保持平衡,选项B正确。答案:B2.长方体木块静止在倾角为的斜面上,其受力状况如图2所示,那么木块对斜面作用力的方向() A竖直向下 B垂直于斜面对下 图2C沿斜面对上 D沿斜面对下解析:木块处于静止状态,其合力为
2、零,故斜面对木块的作用力竖直向上,且与木块重力平衡,所以木块对斜面的作用力竖直向下,选项A对。答案:A3.如图3所示,某物体在四个共点力作用下处于平衡状态,若将F45 N的力沿逆时针方向转动90,其余三个力的大小和方向都不变,则此时物体所受合力的大小为() A0 B10 N 图3C5 N D. N解析:由四力平衡知,F1、F2与F3的合力与F4等大反向,设为F。则F4转过90后与F成90角,故合力F合F45 N。答案:C4.如图4所示,光滑半球形容器固定在水平面上,O为球心。一质量为m的小滑块,在水平力F的作用下静止于P点。设滑块所受支持力为N,OP与水平方向的夹角为。下列关系正确的是() 图
3、4AF BFmgtan CN DNmgtan 解析:滑块受力如图所示,由平衡条件知:cot Fmgcot ,N,故A正确,B、C、D均错误。答案:A5.一质量为M的探空气球在匀速下降,如图5所示,若气球所受浮力F始终保持不变,气球在运动过程中所受阻力仅与速率有关,重力加速度为g。现欲使该气球以同样速率匀速上升,则需从气球吊篮中削减的质量为() A2(M) BM 图5C2M D0解析:由题意可得,气球匀速升降所受空气阻力等大,设为f,另设削减的质量为m。则匀速下降时:MgFf匀速上升时:(Mm)gfF联立、解得m2(M),故选项A正确。答案:A6.A、B、C三物体质量分别为M、m、m0,如图6所
4、示连接在一起,绳子不行伸长,且绳子和滑轮的摩擦均不计,若B随A一起沿水平桌面对右做匀速运动,则可以断定() A物体A与桌面之间有摩擦力,大小为m0g 图6B物体A与B之间有摩擦力,大小为m0gC桌面对A、B对A都有摩擦力,两者方向相同,大小均为m0gD桌面对A、B对A都有摩擦力,两者方向相反,大小均为m0g解析:A、B一起匀速运动,争辩A、B整体,桌面对A施有摩擦力等于绳子拉力,等于m0g,故A正确。争辩B,A对B无摩擦力,B对A也无摩擦力,故B、C、D错误。答案:A7.如图7所示,物体M静止于倾斜的木板上,当倾角缓慢增大,直至M开头滑动之前的过程中,下列说法正确的是() A物体对木板的压力渐
5、渐减小 图7B物体所受的支持力和摩擦力都减小C物体所受支持力和摩擦力的合力不变D物体所受重力、支持力和摩擦力这三个力的合力渐渐增大解析:物体受力如图所示:由平衡条件得:NMgcos fMgsin 在渐渐增大的过程中,由式可知N渐渐减小,由式知f渐渐增大,因此A对,B错。由物体处于平衡状态可知:支持力N、摩擦力f与重力Mg三者的合力为零,故D错,支持力N和摩擦力f的合力与重力Mg等值反向,故C对。答案:AC8.如图8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,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()
6、 图8ANm1gm2gFsin BNm1gm2gFcos CfFcos DfFsin 解析:对于m1、m2和轻弹簧组成的系统受力分析如图所示,由平衡条件知:水平方向:fFcos 竖直方向:NFsin m1gm2g。由以上两式得:fFcos ,Nm1gm2gFsin 。答案:AC二、非选择题(本题共2小题,共20分)9(10分)质量为30 kg的小孩坐在10 kg的雪橇上,大人用与水平方向成37斜向上的大小为100 N的拉力拉雪橇,使雪橇沿水平地面做匀速运动(sin 370.6,cos 370.8,g取10 N/kg),求:图9(1)地面对雪橇的支持力大小;(2)雪橇与水平地面的动摩擦因数的大小。解析:(1)对小孩和雪橇整体受力分析得:竖直方向:Fsin Nmg解得NmgFsin 340 N(2)水平方向:Fcosf0fN解得:0.24。答案:(1)340 N(2)0.2410(10分)如图10所示,质量为m的物体,在水平力F的作用下,沿倾角为的粗糙斜面对上做匀速运动,斜面的动摩擦因数为,试求水平力的大小。 图10解析:对物体受力分析并建坐标系,如图所示:由题意可得Fcos mgsin f0Nmgcos Fsin 0fN以上各式联立解得Fmg。答案:mg