2019-2020年新教材高中物理 课时分层作业13 共点力的平衡（含解析）鲁科版必修1

课时分层作业(十三)(时间：40分钟分值：100分)[合格基础练]一、选择题(本题共6小题，每小题6分，共36分)1．如图所示，一只质量为m的萤火虫停在倾角为θ的枝条上．枝条对萤火虫的作用力大小为()A．mgsinθB．mgcosθC．mgtanθD．mgD[萤火虫是静止的，所以处于平衡状态，它受到重力以及来自下面枝条的力，枝条对它的力与重力的大小相等方向相反，所以枝条对萤火虫的作用力大小为mg，方向竖直向上．]2．(多选)下列运动项目中的运动员处于平衡状态的是()A．体操运动员双手握住单杠吊在空中不动时B．蹦床运动员在空中上升到最高点时C．举重运动员在举起杠铃后不动的那段时间内D．游泳运动员仰卧在水面静止不动时ACD[物体处于平衡状态的条件是a＝0，B项中运动员在最高点时v＝0，而a≠0，故不是处于平衡状态，B错误，A、C、D正确．]3．如图所示，小强用与水平方向成θ角的轻绳拉木箱，未拉动，此时绳中拉力为F，则木箱所受摩擦力的大小为()A．FcosθB．FsinθC．0D．FA[对木箱受力分析，根据平衡条件：水平方向Ff＝Fcosθ.]4．如图所示，一光滑斜面固定在地面上，重力为G的物体在一水平推力F的作用下处于静止状态．若斜面的倾角为θ，则()A．F＝GcosθB．F＝GsinθC．物体对斜面的压力N＝GcosθD．物体对斜面的压力N＝GcosθD[物体受力如图所示：根据平衡条件，F、N′的合力与重力等大反向，则有F＝Gtanθ，N＝N′＝Gcosθ，故只有D选项正确．]5．如图所示，物块A放在倾斜的木板上，已知木板的倾角α分别为30°和45°时物块所受摩擦力的大小恰好相同，则物块和木板间的动摩擦因数为()A.12B.32C.22D.52C[由题意可以判断出，当倾角α＝30°时，物块受到的摩擦力是静摩擦力，大小为f1＝mgsin30°，当α＝45°时，物块受到的摩擦力为滑动摩擦力，大小为f2＝μN＝μmgcos45°，由f1＝f2解得μ＝22，C正确．]6.两个物体A和B，质量分别为M和m，用跨过定滑轮的轻绳相连，A静止于水平地面上，如图所示，不计摩擦力，A对绳的作用力的大小与地面对A的作用力的大小分别为()A．mg，(M－m)gB．mg，MgC．(M－m)g，MgD．(M－m)g，(M－m)gA[先研究B，B受重力mg和绳的拉力T，B处于平衡状态，故T＝mg，即B对绳的拉力大小等于mg.再分析绳受力，A拉绳的力与B拉绳的力是一对平衡力，因此A对绳的作用力的大小也是mg.再分析A，A受向下的重力Mg，绳、地面对A的向上的力为T′、N，列平衡方程得T′＋N＝Mg，所以N＝Mg－T′，即N＝(M－m)g.]二、非选择题(14分)7．如图所示，重为500N的人通过跨过定滑轮的轻绳牵引重为200N的物体，当绳与水平面成60°角时，物体静止．不计滑轮与绳的摩擦，求地面对人的支持力和摩擦力的大小．[解析]人与物体静止，所受合力皆为零，对物体受力分析得，绳的拉力F1＝200N；对人受力分析，人受四个力作用，重力G、拉力F1、支持力N、摩擦力f，根据平衡条件可得：水平方向：f＝F1cos60°＝200×12N＝100N竖直方向：N＝G－F1sin60°＝500－200×32N＝100(5－3)N.[答案]100(5－3)N100N[等级过关练]一、选择题(本题共4小题，每小题6分，共24分)1．如图所示，一轻绳的两端分别固定在不等高的A、B两点，现用另一轻绳将一物体系于O点，设轻绳AO、BO相互垂直，与水平线的夹角分别为α、β，α＞β，且两绳中的拉力分别为FA、FB，物体受到的重力为G，下列表述正确的是()A．FA一定大于GB．FA一定大于FBC．FA一定小于FBD．FA与FB大小之和一定等于GB[对物体受力分析如图所示，由三力平衡的知识可知，FA、FB的合力大小等于G，方向竖直向上，FA＝Gsinα，FB＝Gsinβ.故FA一定小于G，A错误；因为α＞β，故FA一定大于FB，B正确，C错误；FA与FB大小之和一定大于G，D错误．]2．如图所示，质量为m的木块A放在斜面体B上，若A和B沿水平方向以相同的速度v0一起向左做匀速直线运动，则A和B之间的相互作用力大小为()A．mgB．mgsinθC．mgcosθD．0A[选取A为研究对象，因为A水平向左做匀速直线运动，所以其所受力的合力为零，斜面体B对A的作用力与A的重力等大反向，故A和B之间的相互作用力大小为mg，故A选项正确．]3．(多选)将小船用绳索拉向岸边，如图所示，设船在水中运动时水的阻力大小不变，那么在小船匀速靠岸的过程中，下列说法正确的是()A．绳子的拉力T增大B．绳子的拉力T不变C．船的浮力减小D．船的浮力增大AC[小船受四个力的作用而匀速前进．水平方向：F′＝Tcosθ，竖直方向：Tsinθ＋F浮＝mg当θ角增大时，由于阻力F′不变，则拉力T增大，浮力F浮减小．]4．(多选)如图所示，质量分别为m1、m2的两个物体通过轻弹簧连接，在力F的作用下一起沿水平方向做匀速直线运动(m1在地面上，m2在空中)，力F与水平方向成θ角．则m1所受支持力N和摩擦力f正确的是()A．N＝m1g＋m2g－FsinθB．N＝m1g＋m2g－FcosθC．f＝FcosθD．f＝FsinθAC[选整体为研究对象，在水平方向整体受摩擦力f和F在水平方向的分力，根据平衡条件得f＝Fcosθ，所以选项C正确，选项D错误；在竖直方向受支持力N、重力和F在竖直方向的分力，根据平衡条件得N＝m1g＋m2g－Fsinθ，所以选项A正确，选项B错误．]二、非选择题(本题共2小题，共26分)5．(13分)如图所示，质量为m的物体在水平力F的作用下，沿倾角为α的粗糙斜面向上做匀速运动，已知物体与斜面之间的动摩擦因数为μ，试求水平力F的大小．[解析]以质量为m的这个物体为研究对象，它做匀速运动，处于平衡状态．对研究对象进行受力分析，该物体受四个力作用，分别是重力mg、斜面的摩擦力f、斜面的支持力N、水平力F，受力分析如图所示．按图所示建立平面直角坐标系，根据平衡条件建立平衡方程Fcosα－mgsinα－f＝0N－mgcosα－Fsinα＝0f＝μN联立以上三个方程，解得F＝sinα＋μcosαcosα－μsinαmg.[答案]sinα＋μcosαcosα－μsinαmg6．(13分)风筝(如图甲所示)是借助于风对其作用力和牵线对其拉力的作用，才得以在空中处于平衡状态的．如图乙所示风筝平面AB与水平面的夹角为30°，牵线与风筝平面AB的夹角为53°，风筝质量为300g，求风对风筝的作用力的大小．(设风对风筝的作用力与风筝平面垂直，g取10m/s2)甲乙[解析]风筝平衡时共受到三个力作用，即重力mg、风对它的作用力F和牵线对它的拉力T，如图所示．以AB方向为x轴方向，F方向为y轴方向，建立平面直角坐标系，将重力和拉力T正交分解，即可求得F的大小．沿x轴方向：mgsin30°－Tsin37°＝0解得T＝56mg＝2.5N沿y轴方向：F＝Tcos37°＋mgcos30°＝2＋332N＝4.6N.[答案]4.6N