《2019-2020學(xué)年高中物理 課時分層作業(yè)20 共點力平衡條件的應(yīng)用 平衡的穩(wěn)定性(選學(xué))(含解析)教科版必修1》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2019-2020學(xué)年高中物理 課時分層作業(yè)20 共點力平衡條件的應(yīng)用 平衡的穩(wěn)定性(選學(xué))(含解析)教科版必修1(4頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、課時分層作業(yè)(二十) 共點力平衡條件的應(yīng)用平衡的穩(wěn)定性(選學(xué))
(時間:30分鐘 分值:60分)
一、選擇題(本題共6小題,每小題6分)
1.如圖所示,物體M放在水平面上受到兩個水平力的作用,F(xiàn)1=4 N,F(xiàn)2=8 N,物體處于靜止狀態(tài).如果將水平力F1增加5 N,則( )
A.物體M仍處于靜止狀態(tài)
B.物體M受到的合力方向向左
C.物體M受到的合力方向向右
D.物體M受到的摩擦力等于5 N
A [當F1=4 N,F(xiàn)2=8 N時物體靜止,此時物體受向右的摩擦力為4 N,說明fmax≥4 N.當F1增加5 N時,F(xiàn)1與F2的合力為1 N,物體仍能靜止.]
2.從圖中可
2、以看出,卸下來的沙子呈現(xiàn)一個圓錐形.因為沙粒與沙粒之間的動摩擦因數(shù)μ可以看作一個定值,所以沙堆的高與周長之比是定值,也就是說,無論卸下來的沙子是多還是少,沙堆是大還是小,這些沙堆的形狀都是相似的.那么,沙堆的高與周長之比為 ( )
A. B. C. D.
A [分析沙堆邊緣處一粒沙子的受力,如圖所示,由平衡條件得mgsin θ=μmgcos θ,所以μ=tan θ
又tan θ=,周長c=2πR.所以=.故選A.]
3.棒AB的一端A固定于地面,可繞A點無摩擦地轉(zhuǎn)動,B端靠在物體C上,物體C靠在光滑的豎直墻上,如圖所示.若在C物體上再放上一個小物體,整個裝置仍
3、保持平衡,則B端與C物體之間的彈力大小將( )
A.變大 B.變小
C.不變 D.無法確定
A [設(shè)B對C的彈力大小為F,AB與豎直方向的夾角為α,則對C在豎直方向有Fcos α=mg,當在物體C上放置小物體后,則對C和小物體的整體而言,mg變大,則F變大,故選項A正確.]
4.如圖所示,一根輕繩跨過定滑輪后系在質(zhì)量較大的球上,球的大小不可忽略,在輕繩的另一端加一個力F,使球沿斜面由圖示位置緩慢拉上頂端,各處的摩擦不計,在這個過程中拉力F( )
A.逐漸增大 B.保持不變
C.先增大后減小 D.先減小后增大
A [將球沿固定的光滑斜面由題圖位置緩慢拉到頂
4、端的過程中,順時針轉(zhuǎn)動過程繩子拉力方向如圖中1到2到3的位置(注意開始時繩子拉力與支持力的夾角就是大于90°的)
由圖可以看出繩子拉力一直增大,即F一直增大.
]
5.如圖所示,吊環(huán)運動員將吊繩與豎直方向分開相同的角度,重力大小為G的運動員靜止時,左邊繩子張力為T1,右邊繩子張力為T2.則下列說法正確的是 ( )
A.T1和T2是一對作用力與反作用力
B.運動員兩手緩慢撐開時,T1和T2都會變小
C.T2一定大于G
D.T1+T2=G
B [T1和T2是兩邊繩子作用在吊環(huán)上的力,不是一對作用力與反作用力,選項A錯誤;因T1和T2的合力等于G,故當運動員兩手緩慢撐開時,
5、繩子與豎直方向的夾角減小,故T1和T2都會變小,選項B正確;因繩子與豎直方向的夾角不確定,故T2與G的關(guān)系不能確定,選項C錯誤;T1和T2的矢量和等于G,故T1+T2=G只在當繩子與豎直方向夾角為零時才是成立的,選項D錯誤.]
6.如圖所示,一小球在斜面上處于靜止狀態(tài),不考慮一切摩擦,如果把豎直擋板由豎直位置緩慢繞O點轉(zhuǎn)至水平位置,則此過程中球?qū)醢宓膲毫1和球?qū)π泵娴膲毫2的變化情況是( )
A.F1先增大后減小,F(xiàn)2一直減小
B.F1先減小后增大,F(xiàn)2一直減小
C.F1和F2都一直減小
D.F1和F2都一直增大
B [小球受重力、擋板彈力F1′和斜面彈力F2′,將F1
6、′與F2′合成為F,如圖所示.小球一直處于平衡狀態(tài),三個力中的任意兩個力的合力與第三個力等值、反向、共線,故F1′和F2′的合力F一定與重力等值、反向、共線,從圖中可以看出,當擋板繞O點逆時針緩慢地轉(zhuǎn)向水平位置的過程中,F(xiàn)1′先變小,后變大,F(xiàn)2′越來越??;由牛頓第三定律可知F1先變小,后變大,F(xiàn)2越來越小,故B正確. ]
二、非選擇題(本題共2小題,共24分)
7.(12分)如圖所示,光滑金屬球的重力G=40 N.它的左側(cè)緊靠豎直的墻壁,右側(cè)置于傾角θ=37°的斜面體上.已知斜面體處于水平地面上保持靜止狀態(tài),sin 37°=0.6,cos 37°=0.8.求:
(1)墻壁對金屬球的
7、彈力大??;
(2)水平地面對斜面體的摩擦力的大小和方向.
[解析] (1)金屬球靜止,則它受到的三個力平衡(如圖所示).由平衡條件可得墻壁對金屬球的彈力為N1=Gtan θ=40tan 37°=30 N.
(2)斜面體對金屬球的彈力為
N2==50 N
由斜面體平衡可知地面對斜面體的摩擦力大小為f=N2sin 37°=30 N
摩擦力的方向水平向左.
[答案] (1)30 N (2)30 N 方向水平向左
8.(12分)一物體置于粗糙的斜面上,給該物體施加一個平行于斜面的力,當此力為100 N且沿斜面向上時,物體恰能沿斜面向上勻速運動;當此力為20 N且沿斜面向下時,物體恰能在
8、斜面上向下勻速運動,求施加此力前物體在斜面上受到的摩擦力.
甲
[解析] 物體沿斜面向上運動時受力分析如圖甲所示.
由共點力的平衡條件得
x軸:F1-f1-mgsin α=0
y軸:mgcos α-N1=0
又f1=μN1
物體沿斜面向下運動時受力分析如圖乙所示.
乙
由共點力的平衡條件得
x軸:f2-F2-mgsin α=0
y軸:mgcos α-N2=0
又f2=μN2,f1=f2=f
以上各式聯(lián)立得f1=f2=f=
代入數(shù)據(jù)得f= N=60 N,
mgsin α=40 N
當不施加此力時,物體受重力沿斜面向下的分力mgsin α