1、平衡条件的应用1.如图所示,跳伞运动员打开伞后经过一段时间,将在空中保持匀速降落,已知运动员和他身上装备的总重力为G1,圆顶形降落伞伞面的重力为G2,有8根相同的拉线一端与运动员相连(拉线质量不计),另一端均匀分布在伞面边缘上(图中没有把拉线都画出来)每根拉线和竖直方向都成30角,那么每根拉线上的张力大小为()ABC DA取运动员为研究对象,受力分析如图所示,8根拉线图中只画出2根由于8根拉线中每两根都关于竖直线对称,故一对拉线(在圆顶形伞面直径的两端)的合力F122F1cos 302F1F1.因为运动员匀速下降,处于平衡状态,由共点力的平衡条件知:4F12G10,所以4F1G1.故F1,A正
2、确2.如图所示,光滑半球形容器固定在水平面上,O为球心,一质量为m的小滑块在水平力F的作用下静止于P点设滑块所受支持力为N,OP与水平方向的夹角为.下列关系正确的是()AFBFmgtan CNDNmgtan A对小滑块进行受力分析,如图所示,小滑块受重力mg、水平力F和容器的支持力N三个力的作用,其中支持力N的方向垂直于接触面指向球心将N分解为沿水平方向的分力Ncos 和沿竖直方向的分力Nsin ,则小滑块在水平方向和竖直方向均满足二力平衡,有Ncos F,Nsin mg,从而可得N,F.故选项A正确3.如图所示,一小球在斜面上处于静止状态,不考虑一切摩擦,如果把竖直挡板由竖直位置缓慢绕O点转
3、至水平位置,则此过程中球对挡板的压力F1和球对斜面的压力F2的变化情况是()AF1先增大后减小,F2一直减小BF1先减小后增大,F2一直减小CF1和F2都一直减小DF1和F2都一直增大B小球受力如图甲所示,因挡板是缓慢移动,所以小球处于动态平衡状态,在移动过程中,此三力(重力、斜面的支持力N、挡板的弹力F)组成一矢量三角形的变化情况如图乙所示(重力大小、方向均不变,斜面对其支持力方向始终不变),由图可知此过程中斜面对小球的支持力不断减小,挡板对小球弹力先减小后增大,由力的相互性可知B对甲乙4质量为m的物体放在倾角为30的斜面上,在平行斜面向下的力F作用下处于静止状态,如图所示,下列关于斜面对物
4、体摩擦力大小的说法,不正确的是()A一定大于FB一定等于FmgC可能等于mgD可能等于2mgB设斜面对物体的摩擦力的大小为f,对物体受力分析可知,f的方向沿斜面向上,根据平衡条件可得,Fmgsin 30f,由于F的大小不确定,故B选项不正确,选B选项5如图所示,弹性轻绳的一端固定在O点,另一端拴一个物体,物体静止在水平地面上的B点,并对水平地面有压力,O点的正下方A处有一垂直于纸面的光滑杆,OA为弹性轻绳的自然长度,现在用水平力使物体沿水平面运动,在这一过程中,物体所受水平面的摩擦力的大小的变化情况是()A先变大后变小B先变小后变大C保持不变D条件不够充分,无法确定C假设弹性轻绳和水平方向夹角
5、为,lABx,则弹性轻绳的伸长量为,弹性绳的弹力T,对物体进行受力分析,竖直方向Tsin Nmg,得NmgTsin ,物体沿水平面运动过程摩擦力为滑动摩擦力,fNmgTsin mgkx,滑动摩擦力和夹角无关,故选C选项6如图所示,人向右运动的过程中,物体A缓慢地上升若人对地面的压力为F、人受到的摩擦力为f、人拉绳的力为T,则()AF、f、T均增大BF、f增大,T不变CF、f、T均减小DF增大,f减小,T不变B设人和物体A的质量分别为m、mA.物体A缓慢上升,即物体A在任何位置都可以认为是处于静止状态,故绳的张力为mAg,人拉绳的力T与绳中张力大小相等,故人拉绳的力TmAg不变对人进行受力分析,
6、并建立直角坐标系,如图所示,人始终处于平衡状态,可得fTcos 0,NTsin mg,由力的相互性知NF,TT,所以FmgmAgsin ,fmAgcos ,显然,F、f是关于自变量的函数,当自变量减小时,F、f均增大,故B正确7(多选)如图所示,小车M在恒力F作用下,沿水平地面做直线运动,由此可判断()A若地面光滑,则小车一定受三个力作用B若地面粗糙,小车也可以不受摩擦力作用C若小车做匀速运动,则小车一定受四个力的作用D若小车做匀速运动,则小车可能受三个力的作用BC由于F的竖直分力大小可能等于重力,因此地面可能对小车无弹力作用,不论地面光滑与否,小车都不受摩擦力,此时小车仅受重力和F作用,故A
7、错误,B正确;若小车做匀速运动,那么水平方向上所受摩擦力和F的水平分力平衡,这时小车一定受重力、恒力F、地面弹力、摩擦力四个力作用,C正确,D错误8.(多选)如图所示,倾角为的斜面体C置于水平面上,B置于斜面上,通过细绳跨过光滑的定滑轮与A相连接,连接B的一段细绳与斜面平行,A、B、C都处于静止状态则()A物块B、C间的摩擦力可能为零B斜面体C受到水平面对它的摩擦力一定为零C水平面对C的支持力与B、C的总重力大小相等D不论B、C间摩擦力的大小、方向如何,水平面对C的摩擦力方向一定向左AD如果A的重力恰好等于B的重力沿斜面向下的分力,则B、C间的摩擦力为零,故A选项正确;把B、C视为一个整体,整
8、体受四个力的作用而处于平衡状态,即重力,水平面的弹力,细绳斜向右上方的拉力,水平面对C水平向左的摩擦力,根据正交分解法,水平面对C的支持力小于B、C的总重力,故B、C选项错误,D选项正确9.如图所示,置于水平地面的三脚架上固定着一质量为m的照相机三脚架的三根轻质支架等长,与竖直方向均成30角,则每根支架中承受的压力大小为多大?解析对物体进行受力分析,竖直方向受力平衡,3Fcos 30mg,故Fmgmg.所以支架承受的压力FFmg.答案(建议用时:15分钟)10.如图所示,一定质量的物块用两根轻绳悬在空中,其中绳OA固定不动,绳OB在竖直平面内由水平方向向上转动,则在绳OB由水平转至竖直的过程中
9、,绳OB的张力大小将()A一直变大B一直变小C先变大后变小D先变小后变大D根据重力的作用效果将其分解在绳OA、OB所在的方向上,如图所示,F1是对绳OA的拉力,方向不变,F2是对绳OB的拉力由于OA方向不变,当OB向上转动,即F2逆时针转动时,由图可知,F2先变小后变大,故D正确11(多选)如图所示,两相同轻质硬杆OO1、OO2可绕其两端垂直纸面的水平轴O、O1、O2转动,在O点悬挂一重物M,将两相同木块m紧压在竖直挡板上,此时整个系统保持静止f表示木块与挡板间摩擦力的大小,N表示木块与挡板间正压力的大小若挡板间的距离稍许增大后,系统仍静止,且O1、O2始终等高,则()Af变小Bf不变CN变小
10、DN变大BD以两个木块m和重物M整体作为研究对象,在竖直方向上,fg,与挡板间的距离无关,A错误,B正确;如图所示,以轴O点为研究对象,杆对轴O的作用力为F,再以木块m为研究对象,挡板对木块的正压力NFsin Fsin ,当挡板间的距离稍许增大时,增大,N增大,C错误,D正确12.如图所示,小球被轻质细绳系住斜吊着放在固定的光滑斜面上,设小球质量m1 kg,斜面倾角30,细绳与竖直方向夹角30.求细绳对小球拉力的大小(g取10 m/s2)解析以小球为研究对象,受力分析如图所示Fmg,Tcos 30F解得T NN.答案N13质量为m0.8 kg的砝码悬挂在轻绳PA和PB的结点上并处于静止状态PA与竖直方向的夹角为37,PB沿水平方向质量为M10 kg的木块与PB相连,静止于倾角为37的斜面上,如图所示(取g10 m/s2,sin 370.6,cos 370.8)求:(1)轻绳PB拉力的大小;(2)木块所受斜面的摩擦力和弹力大小解析(1)分析P点受力如图甲所示,由平衡条件可得:FAcos 37mgFAsin 37FB可解得:FB6 N.甲乙(2)再分析M的受力情况,如图乙所示由物体的平衡条件可得:FfMgsin 37FBcos 37FNFBsin 37Mgcos 37又FBFB可求得:Ff64.8 NFN76.4 N.答案(1)6 N(2)64.8 N76.4 N