2022年高中物理第章怎样求合力与分力_共点力的平衡及其应用学业分层测评沪科版必修 .pdf

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1、1 4.3 共点力的平衡及其应用(建议用时： 45 分钟 ) 学业达标 1(2016佛山高一检测) 下列关于质点处于平衡状态的论述，正确的是( ) 【导学号： 69370210】A质点一定不受力的作用B质点一定没有加速度C质点一定做匀速直线运动D质点一定保持静止【解析】处于平衡状态的物体，合力为零，物体可以受力的作用，只是合力是零，所以 A错误处于平衡状态的物体，合力为零，由牛顿第二定律可知，物体的加速度为零，所以 B正确平衡状态指的是物体处于静止或匀速直线运动状态，物体可以保持静止，所以C错误 平衡状态指的是物体处于静止或匀速直线运动状态，物体可以做匀速直线运动，所以D错误【答案】B 2(

2、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】CD 32012

3、 年 6 月 29 日 10 时 03 分，圆满完成载人航天飞行任务的“神舟九号”飞船返回舱成功降落在内蒙古中部的主着陆场预定区域，如图 4-3-8 所示返回舱在将要着陆之前的一段时间里， 由于空气阻力的作用匀速下落假设返回舱受到的空气阻力与其速率的平方成正比，比例系数为k，返回舱的质量为m，当地的重力加速度为g，则返回舱匀速下落时的速度大小是 ( ) 【导学号： 69370211】名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 6 页 - - - - - - - - -

4、 2 图 4-3-8Amg/kBk/mgCgtD.mg/k【解析】返回舱匀速下落，重力和空气阻力平衡，即mgkv2，vmg/k，D正确【答案】D 4 一个质量为3 kg 的物体，被放置在倾角为30的固定光滑斜面上，在如图 4-3-9所示的甲、乙、丙三种情况下处于平衡状态的是( 取g10 m/s2)( ) 【导学号： 69370212】甲乙丙图 4-3-9A仅甲图B仅丙图C仅乙图D甲、乙、丙图【解析】物体重力沿斜面方向的分力G1mgsin 31012 N15 N，恰好和乙图中的拉力F平衡；垂直于斜面方向，支持力和重力沿垂直于斜面方向的分力平衡，C正确【答案】C 5( 多选) 如图 4-3-10

5、，用轻绳吊一个重为G的小球，欲施一力F使小球在图示位置平衡( 30), 下列说法正确的是( ) 图 4-3-10A力F最小值为Gsin B若力F与绳拉力大小相等，力F方向与竖直方向必成 角C若力F与 G大小相等，力F方向与竖直方向必成 角D若力F与 G大小相等，力F方向与竖直方向可成2 角【解析】此题实际上可视为一动态平衡问题，如图，可知ABD正确名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 6 页 - - - - - - - - - 3 【答案】ABD 6运动员在进行

6、吊环比赛时，先双手撑住吊环，然后身体下移，双臂缓慢张开，此时连接吊环的绳索与竖直方向的夹角为. 已知他的体重为G，吊环和绳索的重力不计则每条绳索的张力为( ) 【导学号： 69370213】A.G2cos B.G2sin C.G2cos D.G2sin 【解析】运动员受力情况如图所示，根据二力平衡可得，两绳索的合力与重力平衡，即G2Fcos 则每条绳索的张力为FG2cos ，选项 A正确【答案】A 7如图 4-3-11 所示，一重为8 N的球固定在AB杆的上端，今用弹簧测力计水平拉球，使杆发生弯曲，此时测力计的示数为6 N，则AB杆对球作用力的大小为( ) 图 4-3-11A6 N B 8 N

7、 C 10 N D 12 N 【解析】小球受重力mg、弹簧测力计的水平拉力F和杆的弹力N处于平衡状态，其合力为零，故Nmg2F26282 N10 N，C正确【答案】C 8有一小甲虫，在半径为r的半球碗中向上爬，设虫足与碗壁间的动摩擦因数为0.75. 试问它能爬到的最高点离碗底多高？【导学号： 69370214】【解析】受力分析如图所示名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 6 页 - - - - - - - - - 4 fNmg cos 由受力平衡知fmg sin

8、 由式解得37所以离地面高度hrrcos 37 0.2r. 【答案】0.2r 能力提升 9如图 4-3-12 所示，质量为M的楔形物块静置在水平地面上，其斜面的倾角为. 斜面上有一质量为m的小物块，小物块与斜面之间存在摩擦用恒力F沿斜面向上拉小物块，使之匀速上滑 在小物块运动的过程中，楔形物块始终保持静止地面对楔形物块的支持力为( ) 图 4-3-12A(Mm)gB(Mm)gFC(Mm)gFsin D(Mm)gFsin 【解析】匀速上滑的小物块和静止的楔形物块都处于平衡状态，可将二者看做一个处于平衡状态的整体由竖直方向上受力平衡可得(Mm)gNFsin ，因此，地面对楔形物块的支持力N(Mm)

9、gFsin ，D选项正确【答案】D 10 长直木板的上表面的一端放有一铁块，木板绕固定端O由水平位置缓慢向上转动( 即木板与水平面间的夹角 变大) ，如图 4-3-13 所示则铁块受到的摩擦力f随夹角 的变化图像可能正确的是图中的( 设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)( ) 【导学号： 69370215】图 4-3-13名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 6 页 - - - - - - - - - 5 【解析】设木板与水平面间的夹角增大到 时，铁块开始滑动， 当

10、时，铁块与木板相对静止由力的平衡条件可知，铁块受到的静摩擦力的大小为fmgsin ；当 时，铁块与木板间的摩擦力为滑动摩擦力设动摩擦因数为，由滑动摩擦力公式知铁块所受摩擦力为fmgcos . 通过上述分析可知： 时，静摩擦力随 角增大按正弦函数增加； 时，滑动摩擦力随 角增大按余弦函数减小选项C正确【答案】C 11如图4-3-14 所示，物体质量为m，靠在粗糙的竖直墙上，物体与墙之间的动摩擦因数为 ，若要使物体沿墙向上匀速运动，试求外力F的大小图 4-3-14【解析】物体向上运动，受力分析如图所示，建立如图所示的坐标系由共点力平衡条件得：Fcos N0 Fsin fmg0 名师资料总结 - -

11、 -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 6 页 - - - - - - - - - 6 又fN又得Fmgsin cos . 【答案】mgsin cos 12如图 4-3-15所示，在A点有一物体 ( 未画出 ) ，其质量为2 kg ，两根轻绳AB和AC的一端系在竖直墙上，另一端系在物体上，在物体上另施加一个方向与水平线成60角的拉力F，若要使绳都能伸直，求拉力F的大小范围(g取 10 m/s2) 图 4-3-15【解析】作出物体A的受力示意图如图所示，由平衡条件FyFsin T1sin mg0 FxFcos T2T1cos 0 由式得Fmgsin T1 FT22cos mg2sin 要使两绳都能绷直，则有T10，T20由式得F有最大值Fmaxmgsin 4033 N，此时T10，AB绳刚好绷直；由式得F有最小值Fminmg2sin 2033 N，此时T20，AC绳恰好绷直综合得F的取值范围为2033NF4033 N. 【答案】2033NF4033N 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 6 页 - - - - - - - - -