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时间:2020-05-07
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1、【创新设计】2013-2014学年高中物理(粤教版)必修一:3-5共点力的平衡条件(时间:60分钟) 知识点一 平衡状态1.(单选)物体静止放置在粗糙斜面上,斜面对物体的作用力的方向是( ).A.垂直斜面向上B.可能沿斜面向下C.竖直向上D.无法判断解析 物体受三个力作用:重力G、斜面对物体的支持力F1和沿斜面向上的摩擦力F2,三力合力为零,F1和F2的合力F即斜面对物体的作用力与重力等值反向,所以F竖直向上,故正确答案为C.答案 C[2.(双选)下列物体中处于平衡状态的是( ).A.静止在粗糙斜面上的物体B.沿光滑斜面下滑的物体C.在平
2、直路面上匀速行驶的汽车D.做自由落体运动的物体在刚开始下落的一瞬间解析 在共点力的作用下,物体如果处于平衡状态,则该物体必同时具有以下两个特点:从运动状态来说,物体保持静止或者匀速直线运动,加速度为零;从受力情况来说,合力为零.物体在某一时刻的速度为零,并不等同于这个物体保持静止,如果物体所受的合力不为零,它的运动状态就要发生变化,在下一个瞬间就不再是静止的了,所以物体是否处于平衡状态要由物体所受的合外力和加速度判断,而不能认为物体某一时刻速度为零就是处于平衡状态,本题的正确选项应为A、C.答案 AC知识点二 平衡条件应用3.(单选)如图3-5-10所示,一物块置于水平地
3、面上.当用与水平方向成60°角的力F1拉物块时,物块做匀速直线运动;当改用与水平方向成30°角的力F2推物块时,物块仍做匀速直线运动.若F1和F2的大小相等,则物块与地面之间的动摩擦因数为( )图3-5-10A.-1B.2-C.-D.1-解析 由平衡条件F合=0,在F1拉物体时F1cos60°-μ(mg-F1sin60°)=0①在F2推物体时,F2cos30°-μ(mg+F2sin30°)=0②由题意知,F1=F2③由①②③联立解得:μ=2-,故选B.答案 B4.(双选)将重为20N的物体放在倾角为30°的粗糙斜面上,用力F作用于该物体上,物体处于静止状态,则(F方向沿
4、斜面向上)( ).A.F=5N时,物体受到的静摩擦力为5N,方向沿斜面向上B.F=15N时,物体受到的静摩擦力为5N,方向沿斜面向上C.F=10N时,物体受的静摩擦力为零D.无论F多大,物体总受到静摩擦力解析 重力沿斜面向下的分力:mgsin30°=10N则当F=5N时,F+f=mgsin30°=10N故f=5N,方向向上当F=15N时,f+mgsin30°=F,f=5N,方向沿斜面向下当F=10N时,F=mgsin30°,f=0故答案A、C正确.[答案 AC图3-5-115.(双选)如图3-5-11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μ,
5、若要使物体沿着墙匀速运动,则外力F的大小可以是( ).A.mg/sinαB.mg/(cosα-μsinα)C.mg/(sinα-μcosα)[D.mg/(sinα+μcosα)解析 当物体沿墙向下运动时,分析物体受力如图所示,把F沿竖直和水平方向正交分解.水平方向Fcosα=FNf=μFN=μFcosα竖直方向 mg=Fsinα+μFcosα,F=同理,当物体沿墙向上运动时,所受摩擦力方向向下.mg+μFcosα=Fsinα,F=.答案 CD图3-5-126.如图3-5-12所示,气球重10N,空气对其浮力为16N.由于受水平方向的风力的影响,系气球的绳子与水平面成θ=
6、60°角.由此可知,绳子的拉力大小为________N,水平方向的风力大小为________N.解析 气球受力如图所示.竖直方向:F浮=mg+Fcos30°,得F=4N水平方向:F风=Fsin30°=2N.答案 4 2知识点三 动态问题分析7.图3-5-13(双选)如图3-5-13所示,某人在岸边用绳牵引小船匀速靠岸的过程中,若水对船的阻力不变,则( ).A.绳子拉力不断增大B.绳子拉力始终不变C.船受到的浮力不断减小D.船受到的合力不断减小解析 船受力分析如右图所示在水平方向上:Fsinθ=f在竖直方向上:Fcosθ+F浮=mg其中θ逐渐减小故F增大,F浮减小.答案
7、AC8.图3-5-14(双选)如图3-5-14所示,电灯悬挂于两墙壁之间,更换水平绳OA使连接点A向上移动,而保持O点的位置不变,则A点向上移动时( ).A.绳OB的拉力逐渐增大B.绳OB的拉力逐渐减小C.绳OA的拉力先增大后减小D.绳OA的拉力先减小后增大解析 该题是动态平衡问题,处理这类问题要牢记一点,取结点O为研究对象,绳OA、OB的拉力的合力F合与灯的重力G大小相等方向相反,始终不变,由平行四边形法则画出矢量图如右图.由图可知:在A点上移的过程中,F1先变小后增大,F2一直减小,所以答案B、D正确.答案 BD9.(单
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