2020—2021学年鲁科版必修1 5.4平衡条件的应用 同步作业1(含解析).docx
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1、20212021学年鲁科版必修15.4平衡条件的应用同步作业1含解析1 .如下列图,倾角。=30的斜面上,用弹簧系住一重20N的物块,物块保持静止,物块与斜面间的最大静摩擦力7m =12N,那么该弹簧的弹力可能是)A. 24NB. 20NC. IOND. 1N2 .如图,一个轻型衣柜放在水平地面上,一条光滑轻绳两端分别固定在两侧顶端A、B 上,再挂上带有衣服的衣架假设保持绳长和左端位置点不变,将右端改在C点固定,衣 柜一直静止,以下说法正确的选项是A.绳的张力大小不变B.衣柜对地面的压力将会变小C.绳的张力变小D.衣柜对地面的压力将会增大3 .如下列图,有一四分之一球体置于粗糙的水平面上,两质
2、量均为用的小球A、B (均 可看作质点)通过柔软光滑的轻绳连接,且与球体一起静止在水平面上。B球与球心。 的连线与水平方向成9=37。角(拉B球的轻绳与连线垂直)。重力加速度为g,cos37。 以下关于系统中各物体受力的说法正确的选项是1 )A.四分之一球体与地面间一定存在摩擦力作用B.小球A受到三个力的作用C.小球B与四分之一球体间不存在摩擦力D.四分之一球体对小球B作用力的大小为半根g4 .如下列图,绳0A、0B等长,A0固定不动,将B端沿圆弧向C点缓慢移动,在此过程 中,绳0B的拉力将:()A.由大变小B.由小变大C.先变大后变小D.先变小后变大5 .质量为根的木块在推力尸的作用下,在水
3、平地面上做匀速运动.木块与地面间的动 摩擦因数为4,那么木块受到的滑动摩擦力为():擦77777777777777777F = 2mg sin 0 =, b 正确。10. D【解析】试题分析:以AB整体为研究对象:如果Fi=F2,那么AB相对地面没有运动趋势,没有磨擦力,那么AB间的作用力等于FuF2;如果F1F2,那么AB相对地面有向右运动的趋势,受到地面向左的静摩擦力,如果F1、F2的合力小于A于地面间的最大静摩擦力,那么AB间的作用力为零,反之,不为零;同理,如果BF2, AB间的作用力可能为零,可能不为零.ABC错误,D正确.考点:此题考查受力分析.11. C【详解】对画含画框受力分析
4、图,如下列图受到重力根g和两个大小相等的细绳拉力厂的作用而处于静止状态,当尸#max=10N时,对 应于细绳不被拉断的最小长度%由平衡条件有,两个大小相等的细绳拉力尸的合力为尸合二2g=16N由相似三角形的相似比有其中/二,解得产,故C正确,ABD错误。应选C。12. B【解析】试题分析:由题意知,两拉力竖直向上的分力之和等于物体的重力,设拉力与竖直方向间的夹角为,得到,假设逐渐增大两绳之间的夹角,那么 减小,所以两绳对重物的拉力F增大,B对,ACD错.考点:三个共点力的平衡点评:学生可画出重物的受力示意图,据图找竖直方向的力之间的关系.13. D【解析】试题分析:质量为m的小物块受3个力的作
5、用:重力mg、支持力Fn、拉力F作用。建立 平面直角坐标系可知Fn=F, Fn=瓷,根据牛顿第三定律可得F=FN=器,D正确。考点:此题主要考查共点力平衡问题和正交分解知识。14. BD【解析】试题分析:由题图可知,物块b受到竖直方向的绳子的拉力,所以沿水平方向不受力,即小 物块b与A之间没有弹力,所以b不受摩擦力的作用.故A错误;对小物块a进行受力分析如图,那么:由于绳子的拉力F=mg,所以沿斜面方向:件mgsinO=F;联立得:小物块a受到沿斜面向下的摩擦力作用,大小为2mg.故B正确;对整体进行受2力分析可知,A与a、b竖直方向只受到重力和支持力的作用,水平方向不受力.故C错误; 细绳对
6、小滑轮的压力为两段绳子的拉力的合力,根据矢量合成的方法,大小为:N=2F-cos30= mg.故D错误.应选BD.考点:物体的平衡【名师点睛】此题是关于物体的平衡问题;关键是采用整体法和隔离法,灵活的选择研究对 象,根据平衡条件列式分析,根底题目.15. BC【解析】根g(sin 30 + jLimg cos 30)cos(30-6)-/sin(30-6)根g(sin 30 + jLimg cos 30)cos(30-6)-/sin(30-6)解:由平衡知识可知尸cos(30。)=mgsin300+mg +/sin(30,),解得代入数据并整理可得:F =曲竽一,故当F从2sin(30+6)0
7、。逆时针逐渐增大到90。的过程中,F先减小后增大,选项A错误,C正确;F的最小值为 避鳖,选项B正确;当夕=0时,F = mg ,斜面对次的作用力与重力mg与F的合力 等大反向,即大小为小(叫/ +(、6叫)2 =2mg ,而尸5m。+加g(:00。=石加且,两者大 小不等,应选项D错误;应选BC.点睛:此题是共点力的平衡问题;解题的关键是分析物 体的受力情况,根据平衡条件列出平衡方程求解出F的大小,然后讨论F的函数关系即可解 答;此题考查学生的数学计算功底,比较繁琐,需仔细认真.16. ACD【解析】【详解】A、B、取。点为研究对象进行受力分析如下列图:AC 拉力:T =mgcos37= 1
8、40x0.8= 112N 120N, BC 拉力:T2=mgcos530= 140x0.6=84N 105N; 故AC和5。都不断,AC拉力比5。拉力大;故A正确,B错误.C、D、当AC上的拉力是最大值120N时、BC上的拉力:T2 = J,Ti=x 120 = 80N105N还未断,此时物体的重力:mg = 悬 = = 150N;即 逐渐增大重力,两绳的拉力都增大,而AC绳的拉力先到达其最大值而拉断,此时拉断时的 重力为150N;故C, D均正确.应选ACD.【点睛】对连接点。受力分析后,应用平衡条件求解出2。绳和8。绳上的拉力关系,根据两绳所能 承受的最大拉力判断谁先断,按照最小的求解即可
9、.17. BC【分析】以结点0为研究对象,分析受力情况,作出力图,根据平衡条件,运用图解法,分析两绳 上张力的变化情况.【详解】以结点。为研究对象,分析受力情况:重力G、绳A。的张力K和绳3。的张力/2,作出 3。在三个不同位置时受力图,如图:由图看出,30绳上的张力B先减小后增大,而A。绳上的张力一直增大,应选BC.【点睛】此题运用图解法处理动态平衡问题,也可以根据函数法得到两个张力与B。绳和竖直方向夹 角的函数式,由数学知识进行分析.18. AC【详解】A.以滑轮2为研究的对象,受力如图假设将c向右移动少许,两个绳子之间的夹角夕增大,由于。对滑轮的拉力不变,两个绳子 之间的夹角变大,根据绳
10、子的拉力尸一定变大,A正确;B.对斜面体、物体4、物体b整体受力分析,受重力、支持力、细线的拉力和地面的静摩 擦力,如下列图根据平衡条件,有F”与角度/无关,恒定不变,B错误;C.以C为研究的对象水平方向C向右移动少许,F变大,。变大,siny变大,横杆对轻环c的摩擦力将变大,C正确; D.假设原来物块。有下降趋势,绳子拉力增大,。可能有上升趋势,因摩擦力大小和方向 都不能确定,D错误。应选ACo 19. ACD【解析】试题分析:小球受重力mg、线的拉力T和电场力qE,根据共点力平衡条件可知,重力mg 和电场力qE的合力F与线的拉力T必定等大反向,其受力示意图如以下列图所示,根据图中 几何关系
11、有:qE=mgtana, T=F=qE/sina,由于电场方向由P板指向Q板,与电场力方向 相同,因此小球带正电,应选项A正确;假设断开开关S,那么平行板电容器两金属板所带 电量Q不变,两板间电势差U不变,因此电场强度E不变,即小球受力不变,因此小球静 止不动,应选项B错误;假设断开开关S,将P板向上微移,那么平行板电容器两金属板所 带电量Q不变,但电容C减小,因此两板间电势差U增大,电场强度E增大,因此悬线偏 角a将变大,应选项C正确;假设保持开关S闭合,那么两板间电势差U不变,将P板向 左微移,那么板间距d增大,因此电场强度E减小,因此悬线偏角a将变小,悬线拉力T 将变小,应选项D正确.考
12、点:此题主要考查了物体的受力分析、共点力平衡条件的应用,以及有关电容器的动态分 析问题,属于中档题.20. ABC【解析】【详解】由题,物体做匀速直线运动,受到重力、拉力F、地面的支持力N和滑动摩擦力f,由平衡 条件得知:物体受到的摩擦力f与拉力F的合力方向与重力、支持力的合力方向相反,在同 一直线上,而重力、支持力的合力方向是竖直向下,那么摩擦力与拉力的合力方向一定是竖 直向上。故A正确。物体做匀速直线运动,由平衡条件可知,物体受到所有外力F、f、重 力及支持力)的合力为零。故B正确。物体受到的拉力F与重力的合力的方向和支持力N、 摩擦力f的合力方向相反,而N与f的合力方向不变,所以物体受到
13、的拉力F与重力的合力 的方向不变,故C正确,D错误。21. BD【解析】试题分析:对导体棒进行受力分析,如下列图,由图知,当安培力与斜面平行时,安培力最小,磁感应强度也最小,根据物体的平衡可得Bld=mgsin0,故5 =,所以A错误;B正确;根据左手定那么可判断,当磁场的方向是方向时,安培力竖直向下,不可能平衡;磁场的 方向是方向时,安培力垂直斜面向下,也不可能平衡;磁场的方向是方向时,安培力竖 直向上,当F=mg时,导体棒是平衡的,所以C错误;磁场的方向是方向时,安培力水平 向右,可能平衡;磁场的方向是方向时,安培力平行斜面向上,也可能平衡;磁场的方向 是方向时,安培力竖直向上,当F二mg
14、时,导体棒是平衡的,所以D正确; 考点:共点力平衡、安培力2; 5【解析】试题分析:分别对物体受力分析,由共点力的平衡与静摩擦力方向与运动趋势方向 相反,即可分析受力个数.解:物体1处于静止状态,受力平衡,对物体1受力分析,受到重力和支持力,不受摩擦力, 否那么不平衡,所以1受2个力作用,对m受力分析,重力,支持力与绳子的拉力,由平衡条件,结合力的平行四边形定那么可 知,绳子的拉力F=mgsin30=20N,那么3与桌面之间的摩擦力是20 - 20=0,即桌面对3没 有摩擦力,对物块3,受力分析,重力,支持力,2对3的压力,2对3水平向右静摩擦力, 绳子对3向左的静摩擦力,共受到5个力作用.故
15、答案为:2; 5【点评】此题的解题关键抓住绳子拉力大小,采用隔离法,由平衡条件确定静摩擦力方向, 注意学会力的平行四边形定那么的应用.【详解】取临界来考虑,对结点。受力分析,可知受到三个力作用,分解重力,设绳长为人由三角形相似关系可知解得24. (1) 1m; 2 -m; (3) 2J。3【解析】试题分析:(1)未施加力F时,对A、B整体受力如图,由题有:解得E=1.8X105N/C,故由乙图B离原点0的距离为x=lm(2分)A、B 别离瞬时,Nab=O (1 分),且 Hb3a=2hi/s2 (1 分)那么有 EqB -mBgsin3-LunBgcos6 = mBaB2 分解得 E=L2X1
16、05n/C (1 分)41故由乙图B离原点。的距离为x= m,即t。时间内A上滑的距离d= m (1分33F新 + F%(2) to时间内电场力做的功:W一-d (3分)2代入数据有归2J (3分)考点:共点力平衡、牛顿第二定律、功25. (l)60C(2)2N【解析】试题分析:(1)设水温度升至T时,活塞移到最大刻度处,根据理想气体状态方程可得:V V寸=寸,将 4 = % + 273 = 300K 代入可得:T = 333/=T -273 = 60C(2)设拉力为F时,活塞运动到最大刻度处,此时针筒内气压为p,根据玻意耳定律解得:p = 9.0xl04Pa 由活塞平衡条件可得:F = 3。
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