1、第三章相互作用第六节共点力的平衡条件及其应用课后篇巩固提升合格考达标练1.如图所示,倾角为的斜面静止在水平地面上,某时刻起把斜面的倾角缓慢增大,在手机相对斜面仍然静止的过程中,则()A.手机受到的合外力增大B.手机受到的支持力不变C.手机受到的摩擦力增大D.斜面对手机的作用力增大解析手机始终处于静止状态,所受合外力始终等于0,因此A不符合题意;手机受到的支持力FN=mgcos ,随倾角缓慢增大,支持力逐渐减小,B不符合题意;手机受到的静摩擦力f=mgsin ,随倾角缓慢增大,摩擦力逐渐增大,C符合题意;斜面对手机的作用力大小始终等于手机的重力,随倾角缓慢增大,斜面对手机的作用力保持不变,D不符
2、合题意.答案C2.如图所示,用三根等长的轻质细链悬拉花盆(花盆与墙壁未接触),连接处间距相等,已知花盆的重力为G,每根轻质细链和竖直方向都成30角,则每根轻质细链对花盆的拉力大小为()A.GB.GC.GD.G解析设每根轻质细链对花盆的拉力大小为F,由平衡条件得3Fcos 30=G,解得F=G.答案C3.在图中,下列情况中日光灯所受的拉力F1、F2及重力G不是共点力的是()A.甲情况下B.乙情况下C.丙情况下D.甲、乙、丙三种情况下解析共点力为作用于同一点的力,或力的作用线相交于一点的力,由图知,甲、丙为共点力,乙图三力平行不是共点力,故应选B.答案B4.质量为m的长方形木块静止在倾角为的斜面上
3、,则木块对斜面作用力的方向是()A.沿斜面向下B.垂直于斜面向下C.沿斜面向上D.竖直向下解析木块受力如图所示,其中斜面对木块的作用力为支持力FN和静摩擦力f,由平衡条件知二者的合力大小为G,方向竖直向上;由牛顿第三定律知木块对斜面作用力的方向为竖直向下,D正确,A、B、C错误.答案D5.如图所示,质量为m的物体静止在水平地面上,它与地面间的动摩擦因数为.现将大小为F、与水平方向夹角为的恒力作用在物体上,物体仍保持静止,则()A.物体所受支持力的大小为mgB.物体所受支持力的大小为Fsin C.物体所受摩擦力的大小为Fcos D.物体所受摩擦力的大小为mg解析对物体受力分析如图所示.物体所受支
4、持力的大小为FN=mg-Fsin ,故A、B错误;物体保持静止,故所受摩擦力为静摩擦力,大小为f=Fcos ,故C正确,D错误.答案C6.如图所示,一串红灯笼(3只)在水平风力的吹动下发生倾斜,悬挂绳与竖直方向的夹角为30,设每个红灯笼的质量均为m,绳子质量不计.则自上往下数第一个红灯笼对第二个红灯笼的拉力大小为()A.mgB.2mgC.mgD.4mg解析以下面的两个灯笼为研究对象,进行受力分析,根据平衡条件在竖直方向有Tcos 30=2mg,解得T=mg,C正确.答案C等级考提升练7.(多选)如图所示,用两根细线把A、B两小球悬挂在天花板上的同一点O,并用第三根细线连接A、B两小球,然后用某
5、个拉力F作用在小球A上,使三根细线均处于伸直状态,且OB细线恰好沿竖直方向,两小球均处于静止状态,则该拉力可能为图中的()A.F1B.F2C.F3D.F4解析由于OB线处于竖直状态,故小球B只受重力和OB线的拉力,则A、B两球间细线的拉力为零,小球A受三个共点力作用而平衡,即重力G、OA线的拉力T和另一个拉力F,由共点力平衡的条件可知,G与T的合力方向介于T和G的作用线之间,且两者的合力与F等大、反向,故拉力F不可能是F1或F4,选项B、C正确.答案BC8.如图所示,一只小鸟沿着较粗的均匀树枝从右向左缓慢爬行,在小鸟从A运动到B的过程中()A.树枝对小鸟的合力先减小后增大B.树枝对小鸟的摩擦力
6、先减小后增大C.树枝对小鸟的弹力先减小后增大D.树枝对小鸟的弹力保持不变解析树枝对小鸟的合力是支持力和摩擦力的合力,由二力平衡得,合力与小鸟所受的重力等大反向,因小鸟所受重力不变,所以树枝对小鸟的合力不变,A项错误.对小鸟进行受力分析如图所示,则树枝对小鸟的摩擦力先减小后增大,对小鸟的弹力先增大后减小,所以B项正确,C、D项错误.答案B9.如图所示,弹性杆的B端固定在墙上,A端固定一个质量为m的小球,现用测力计沿竖直方向缓慢拉动小球,使杆发生弯曲,在测力计的示数逐渐增大的过程中,AB杆对球的弹力方向()A.向左下方B.向右下方C.始终水平D.始终竖直解析根据题意,用测力计沿竖直方向缓慢拉动小球
7、,所以小球始终处于平衡状态,即合力为零,对小球受力分析,小球受竖直向下的重力,测力计竖直向上的拉力,以及杆对小球的弹力,因为这三个力合力为零,所以弹力一定在竖直方向,且竖直向下.答案D10.某物体受四个力的作用而处于静止状态,保持其他三个力的大小和方向均不变,使另一个大小为F的力的方向转过90,则欲使物体仍保持静止状态,必须再加上一个力,大小为()A.FB.FC.2FD.3F解析物体受四个力作用而处于静止状态时,F与其余三个力的合力等大、反向,设为F,当F转过90时,F与F夹角为90,又F=F,两力的合力F合=F,故需加一个与F合方向相反、大小为F的力,选项B正确.答案B11.(多选)如图所示
8、,氢气球受风力作用而使拉住它的细绳与地面的夹角为,在细绳被剪断的瞬间,气球所受外力的合力为(氢气球的重力忽略不计)()A.与原来绳子的拉力大小相等,方向相反B.沿风力方向,大小等于风力C.沿竖直方向向上,大小等于气球所受的浮力D.与原来绳子的拉力方向相反,大小等于风力与浮力的合力解析氢气球受到竖直向上的浮力、风力、沿着绳子方向的拉力三个力的作用.三个力的合力为零,故风力和浮力的合力与绳子的拉力等大反向;当把绳子剪断后,氢气球受到的风力和浮力和没剪断绳子之前相等,所以两者的合力沿着绳子的反方向,故A、D正确,B、C错误.答案AD12.物体的质量为m=10 kg,拉力F1、推力F2与水平方向的夹角
9、均为=37,如图所示.物体与地面间为滑动摩擦力,动摩擦因数为=0.2,物体都做匀速运动.分别求出F1、F2的大小并通过计算说明哪种方式省力.(sin 37=0.6,cos 37=0.8,g取10 m/s2)解析拉物体时,对物体受力分析,如图甲所示F1cos =f1F1sin +FN1=mgf1=FN1联立式解得F1=21.7 N推物体时,对物体受力分析,如图乙所示F2cos =f2FN2=F2sin +mgf2=FN2联立式解得F2=29.4 NF1F2,即拉物体省力.答案21.7 N29.4 N拉物体省力13.电梯修理员或牵引专家常常需要监测金属绳中的拉力T,但不能到绳的自由端去直接测量,某公司制造出一种能测量绳中拉力的夹在绳上的仪器(图中B、C为该夹子的横截面).测量时,只要如图示那样用一硬杆竖直向上作用在绳上的某点A,使绳产生一个微小偏移量a,借助仪表很容易测出这时绳对硬杆的压力F.现测得该微小偏移量为a=12 mm,BC间的距离为2L=250 mm,绳对硬杆的压力为F=300 N,求绳中的拉力T的大小.解析对A点受力分析,如图所示,由平衡条件得F=2Tsin 当很小时,sin tan 由几何关系得tan =解得T=代入数据解得T=1 562.5 N.答案1 562.5