高中魯科版 (2019)第3節(jié) 共點(diǎn)力的平衡優(yōu)秀同步測(cè)試題

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考點(diǎn)1：力的平衡
1．從運(yùn)動(dòng)學(xué)的角度理解平衡狀態(tài)：平衡的物體處于靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，此種狀態(tài)其加速度為零，即處于平衡狀態(tài)的物體加速度為零；反過來加速度為零的物體一定處于平衡狀態(tài)．
2．從動(dòng)力學(xué)的角度理解平衡狀態(tài)：處于平衡狀態(tài)的物體所受的合外力為零，反過來物體受到的合外力為零，它一定處于平衡狀態(tài)．
3．靜態(tài)平衡與動(dòng)態(tài)平衡
（1）靜態(tài)平衡是處于靜止?fàn)顟B(tài)的平衡，合力為零．
（2）動(dòng)態(tài)平衡是勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的平衡，合力為零．
4．平衡狀態(tài)與力的平衡
【例1】 物體受到共點(diǎn)力的作用，則下列說法中正確的是( )
A．速度在某一時(shí)刻等于零的物體一定處于平衡狀態(tài)
B．相對(duì)于另一物體保持靜止的物體一定處于平衡狀態(tài)
C．物體所受合力為零就一定處于平衡狀態(tài)
D．物體做勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)一定處于平衡狀態(tài)
【技巧與方法】
“靜止”與“v＝0”的區(qū)別
（1）物體保持靜止?fàn)顟B(tài)：說明v＝0，a＝0，物體受合外力為零，物體處于平衡狀態(tài)．
（2）物體運(yùn)動(dòng)速度v＝0則有兩種可能：
①v＝0，a≠0，物體受合外力不等于零，物體并不保持靜止，處于非平衡狀態(tài)，如上拋到最高點(diǎn)的物體．
②v＝0，a＝0，這種情況與(1)中的靜止?fàn)顟B(tài)一致．
【針對(duì)訓(xùn)練】
1．關(guān)于平衡狀態(tài)，下列說法正確的是( )
A．做自由落體運(yùn)動(dòng)的物體，在最高點(diǎn)時(shí)處于平衡狀態(tài)
B．木塊放在斜面體的斜面上，隨斜面體一起向右勻速運(yùn)動(dòng)，木塊處于平衡狀態(tài)
C．木塊放在斜面體的斜面上，隨斜面體一起向右勻加速運(yùn)動(dòng)，木塊處于平衡狀態(tài)
D．靜止在勻加速運(yùn)動(dòng)的列車內(nèi)的水平桌面上的杯子，處于平衡狀態(tài)
2．在下圖中，能表示物體處于平衡狀態(tài)的是( )
A B C D
考點(diǎn)2：共點(diǎn)力的平衡條件及其應(yīng)用
1．共點(diǎn)力的平衡條件：如果共點(diǎn)力的合力為零，則在兩個(gè)相互垂直的方向上的合力也必然為零，即Fx合＝0，F(xiàn)y合＝0.
2．平衡條件的四個(gè)常用推論
（1）二力平衡條件：這兩個(gè)共點(diǎn)力大小相等、方向相反．
（2）三個(gè)力平衡條件：三個(gè)共點(diǎn)力平衡時(shí)，其中任意兩個(gè)力的合力一定與第三個(gè)力大小相等、方向相反，而且在同一條直線上．
（3）物體在n個(gè)共點(diǎn)力同時(shí)作用下處于平衡狀態(tài)時(shí)，這些力在任何一個(gè)方向上的合力均為零．其中任意(n－1)個(gè)力的合力必定與第n個(gè)力等值反向，作用在同一直線上．
（4）物體在多個(gè)共點(diǎn)力作用下處于平衡狀態(tài)時(shí)，各力首尾相接必構(gòu)成一個(gè)封閉的多邊形．
3．處理平衡問題的兩點(diǎn)說明
（1）物體受三個(gè)力平衡時(shí)，利用力的分解法或合成法比較簡單．
（2）解平衡問題建立坐標(biāo)系時(shí)應(yīng)使盡可能多的力與坐標(biāo)軸重合，需要分解的力盡可能少．物體受四個(gè)以上的力作用時(shí)一般要采用正交分解法．
【例2】 質(zhì)量為0.6 kg的物體靜止在傾角為30°的斜面上，如圖所示．當(dāng)用一與斜面平行也與水平面平行的力F推物體時(shí)，物體恰能在斜面上勻速運(yùn)動(dòng)．若已知F＝4 N，求物體的運(yùn)動(dòng)方向和物體與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù).eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(g＝10 m/s2，tan 37°＝\f(3,4)))
【技巧與方法】
共點(diǎn)力平衡問題的解題方法
（1）合成法：物體受三個(gè)共點(diǎn)力的作用而平衡，則任意兩個(gè)力的合力一定與第三個(gè)力大小相等，方向相反．
（2）分解法：物體受三個(gè)共點(diǎn)力的作用而平衡，將某一個(gè)力按力的效果分解，則其分力和其他兩個(gè)力滿足平衡條件．
（3）正交分解法：物體受到三個(gè)或三個(gè)以上力的作用時(shí)，將物體所受的力分解為相互垂直的兩組，每組力都滿足平衡條件．
（4）力的三角形法：對(duì)受三力作用而平衡的物體，將力的矢量圖平移使三力組成一個(gè)首尾依次相接的矢量三角形，根據(jù)正弦定理、余弦定理或相似三角形等數(shù)學(xué)知識(shí)求解未知力．
【針對(duì)訓(xùn)練】
3．一個(gè)物體受到三個(gè)共點(diǎn)力的作用，如果三個(gè)力的大小為如下各組情況，那么有可能使物體處于平衡狀態(tài)的是( )
A．1 N 4 N 7 N B．2 N 6 N 9 N
C．2 N 5 N 8 N D．6 N 8 N 6 N
4．如圖所示，一個(gè)半球形的碗放在桌面上，碗口水平，O點(diǎn)為其球心，碗的內(nèi)表面及碗口是光滑的．一根細(xì)線跨在碗口上，線的兩端分別系有質(zhì)量為m1和m2的小球，當(dāng)它們處于平衡狀態(tài)時(shí)，質(zhì)量為m1的小球與O點(diǎn)的連線和水平線的夾角為α＝60°.則兩小球的質(zhì)量比eq \f(m2,m1)為多少？
考點(diǎn)達(dá)標(biāo)
一、選擇題
1．如圖所示，一只質(zhì)量為m的螢火蟲停在傾角為θ的枝條上．枝條對(duì)螢火蟲的作用力大小為( )
A．mgsin θ B．mgcs θ
C．mgtan θ D．mg
2．(多選)下列運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目中的運(yùn)動(dòng)員處于平衡狀態(tài)的是( )
A．體操運(yùn)動(dòng)員雙手握住單杠吊在空中不動(dòng)時(shí)
B．蹦床運(yùn)動(dòng)員在空中上升到最高點(diǎn)時(shí)
C．舉重運(yùn)動(dòng)員在舉起杠鈴后不動(dòng)的那段時(shí)間內(nèi)
D．游泳運(yùn)動(dòng)員仰臥在水面靜止不動(dòng)時(shí)
3．如圖所示，小強(qiáng)用與水平方向成θ角的輕繩拉木箱，未拉動(dòng)，此時(shí)繩中拉力為F，則木箱所受摩擦力的大小為( )
A．Fcs θ B．Fsin θ
C．0 D．F
4．如圖所示，一光滑斜面固定在地面上，重力為G的物體在一水平推力F的作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)．若斜面的傾角為θ，則 ( )
A．F＝Gcs θ
B．F＝Gsin θ
C．物體對(duì)斜面的壓力N＝Gcs θ
D．物體對(duì)斜面的壓力N＝eq \f(G,cs θ)
5．如圖所示，物塊A放在傾斜的木板上，已知木板的傾角α分別為30°和45°時(shí)物塊所受摩擦力的大小恰好相同，則物塊和木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為( )
A.eq \f(1,2) B.eq \f(\r(3),2)
C.eq \f(\r(2),2) D.eq \f(\r(5),2)
6.兩個(gè)物體A和B，質(zhì)量分別為M和m，用跨過定滑輪的輕繩相連，A靜止于水平地面上，如圖所示，不計(jì)摩擦力，A對(duì)繩的作用力的大小與地面對(duì)A的作用力的大小分別為( )
A．mg，(M－m)g
B．mg，Mg
C．(M－m)g，Mg
D．(M－m)g，(M－m)g
二、非選擇題
7．如圖所示，重為500 N的人通過跨過定滑輪的輕繩牽引重為200 N的物體，當(dāng)繩與水平面成60°角時(shí)，物體靜止．不計(jì)滑輪與繩的摩擦，求地面對(duì)人的支持力和摩擦力的大?。?br>鞏固提升
一、選擇題
1．如圖所示，一輕繩的兩端分別固定在不等高的A、B兩點(diǎn)，現(xiàn)用另一輕繩將一物體系于O點(diǎn)，設(shè)輕繩AO、BO相互垂直，與水平線的夾角分別為α、β，α＞β，且兩繩中的拉力分別為FA、FB，物體受到的重力為G，下列表述正確的是( )
A．FA一定大于G
B．FA一定大于FB
C．FA一定小于FB
D．FA與FB大小之和一定等于G
2．如圖所示，質(zhì)量為m的木塊A放在斜面體B上，若A和B沿水平方向以相同的速度v0一起向左做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則A和B之間的相互作用力大小為( )
A．mg B．mgsin θ
C．mgcs θ D．0
3．(多選)將小船用繩索拉向岸邊，如圖所示，設(shè)船在水中運(yùn)動(dòng)時(shí)水的阻力大小不變，那么在小船勻速靠岸的過程中，下列說法正確的是 ( )
A．繩子的拉力T增大 B．繩子的拉力T不變
C．船的浮力減小 D．船的浮力增大
4．(多選)如圖所示，質(zhì)量分別為m1、m2的兩個(gè)物體通過輕彈簧連接，在力F的作用下一起沿水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)(m1在地面上，m2在空中)，力F與水平方向成θ角．則m1所受支持力N和摩擦力f正確的是( )
A．N＝m1g＋m2g－Fsin θ
B．N＝m1g＋m2g－Fcs θ
C．f＝Fcs θ
D．f＝Fsin θ
二、非選擇題
5．(13分)如圖所示，質(zhì)量為m的物體在水平力F的作用下，沿傾角為α的粗糙斜面向上做勻速運(yùn)動(dòng)，已知物體與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，試求水平力F的大?。?br>6．風(fēng)箏(如圖甲所示)是借助于風(fēng)對(duì)其作用力和牽線對(duì)其拉力的作用，才得以在空中處于平衡狀態(tài)的．如圖乙所示風(fēng)箏平面AB與水平面的夾角為30°，牽線與風(fēng)箏平面AB的夾角為53°，風(fēng)箏質(zhì)量為300 g，求風(fēng)對(duì)風(fēng)箏的作用力的大?。?設(shè)風(fēng)對(duì)風(fēng)箏的作用力與風(fēng)箏平面垂直，g取10 m/s2)
甲