1、北京市朝阳区陈经纶中学 高一物理必修一 学案与练习第四章 物体的平衡【学习目标】通过实验和理论分析，探究共点力作用下物体的平衡条件。并用它解析生活中的一些问题。第1节 共点力作用下物体的平衡【学习目标】1了解共点力作用下物体平衡的概念。2通过实验和牛顿第二定律得出共点力平衡的条件，从而培养学生理解分析和实验验证相结合的能力。3知道共点力作用下物体的平衡条件在日常生活中有大量的应用，与我们生活息息相关。通过例题学习解决平衡问题的基本思路和方法。【阅读指导】1平衡状态：物体在共点力作用下，保持 或 运动，就说该物体处于平衡状态。2平衡条件：物体所受合外力为 。其数学表达式为：F合0或，其中Fx合为
2、物体在x轴方向上所受的合外力，Fy合为物体在y轴方向上所受的合外力。3力的平衡：作用在物体上的几个力的 ，这种情形叫做力的平衡。若物体受到两个力的作用处于平衡状态，则这两个力 、 。若物体受到三个力的作用处于平衡状态，则其中任意两个力的合力与第三个力 、 。【课堂练习】夯实基础1一物体受到三个共点力的作用，下面能使物体处于平衡状态的是（ ）AF1=7 N，F2=8 N，F3=9 N BF1=8 N，F2=2 N，F3=1 NCF1=7 N，F2=1 N，F3=5 N DF1=10 N，F2=10 N，F3=1 N2下列说法正确的是（ ）A竖直上抛物体到达最高点时，物体处于平衡状态B电梯匀速上升
3、时，电梯中的人处于平衡状态C竖直弹簧上端固定，下端挂一个重物，平衡后用力F将它在拉下一段距离后突然撤去力F，重物仍处于平衡状态D只有加速度为零的物体才处于平衡状态3如图所示，一木块放在水平桌面上，在水平桌面上共受三个水平力即F1、F2和摩擦力作用，木块处于静止状态，其中F1=10 N，F2=2 N。若撤去F1，则木块在水平方向受的合力为（ ）A10 N，方向水平向左B8 N，方向水平向右C2 N，方向水平向左D04S1和S2分别表示劲度系数为k1和k2的两根弹簧，k1k2。a和b表示质量分别为ma和mb的两个小物体，mamb，将弹簧与物块按右图所示方式悬挂起来，现要求两根弹簧的总长度最大，则应
4、使（ ）AS1在上，a在上 BS1在上，b在上CS2在上，a在上 DS2在上，b在上5用手拖水平力将物体压在竖直墙壁上，在物体始终保持静止的情况下（ ）A压力加大，物体受的静摩擦力也加大B压力减小，物体受的静摩擦力也减小C物体所受的静摩擦力为定值，与压力大小无关D不论物体的压力改变与否，它受到的静摩擦力总等于重力6质量为10 kg的物体放在水平地面上，它和地面之间的动摩擦因数是0.2，水平拉力F由零开始逐渐增大，直到物体开始滑动，在物体静止不动的过程中，它受到的合外力是 N，它受到的摩擦力逐渐 。7一个物体受若干共点力作用而处于平衡状态，其中的一个力F1=35 N，方向向右，另一个力F2=5
5、N，方向向左.这些力都在同一平面内.现将F1逆时针转90，将F2顺时针转90，则物体所受合力大小为 。8如图所示，质量为m、横截面为三角形的物体块ABC，ABC=，AB边靠在竖直墙面上，F是垂直于斜面BC的推力。现物块静止不动，则摩擦力的大小为 。提升能力1如图所示，用滑轮将m1、m2两物体悬挂起来，忽略滑轮和绳的重力及一切摩擦，使0180，整个系统处于平衡状态，则关于m1、m2的大小关系应为（ ）Am1必大于m2 Bm1必大于Cm1可能等于m2 Dm1可能大于m22三个相同的支座上分别搁着三个质量和直径都相等的光滑圆球a、b、c，支点P、Q在同一水平面上，a球的重心Qa位于球心，b球和c球的
6、重心Ob、Oc分别位于球心的正上方和正下方，如图所示，三个球处于平衡状态，支点P对a球的弹力为Fa，对b球和c球的弹力分别为Fb和Fc则AFaFbFc BFbFaFc CFbFaFc DFaFbFc3如图所示，MAMB，设地面对A的支持力为N，绳子对A的拉力为F1，地面对A的摩擦力为F2，若水平方向用力F拉A使B匀速上升，则（ ）AN增大，F2减小，F1增大BN增大，F2增大，F1大小不变CN减小，F2减小，F1增大DN减小，F2减小，F1大小不变4如图所示，在一粗糙水平面上有两块质量分别为m1和m2的木块1和2，中间用一原长为l、劲度系数为k的轻弹簧连接起来，木块与地面间的动摩擦因数为。现用
7、一水平力向右拉木块2，当两木块一起匀速运动时，两木块之间的距离是（ ）A BC D5如图（甲）所示，将一条轻而柔软的细绳一端拴在天花板上的A点，另一端拴在竖直墙上的B点，A和B到O点的距离相等，绳长是OA的2倍。图（乙）所示为一质量可忽略的动滑轮K，滑轮下悬挂一质量为m的重物。不计摩擦，现将动滑轮和重物一起挂到绳上，达到平衡时，绳所受的拉力是多大？第2节 共点力平衡条件的应用【学习目标】1学会应用共点力作用下物体的平衡条件对处于平衡状态的物体进行动力学分析。2生活中有大量的可以视为质点的处于平衡状态的物体，学会应用平衡条件解决一些实际问题。【课堂练习】夯实基础1如图所示，处在水平面上的物体在右
8、上方的倾斜拉力F2的作用下而处于静止，则物体所受到的静摩擦力F1与拉力F2的合力方向必（ ）A斜向右上方 B竖直向上C斜向左上方 D无法确定2如图所示，物体M处于静止状态，三条细绳的拉力之比F1F2F3为（ ）A123 B12C543 D113如图所示，质量为m的物体静止在粗糙的斜面上，当用一水平恒力F推物体时，物体仍保持静止。下列说法中正确的是（ ）A物体所受静摩擦力一定比原来减小B物体对斜面的正压力比原来增大C静摩擦力的方向可能发生变化D即使用很大的水平向右的力推物体都推不动4如图所示，A、B两物体用细绳相连跨过光滑轻小滑轮悬挂起来，B物体放在水平地面上，A、B两物体均静止。现将B物体稍向
9、左移一点，A、B两物体仍静止，则此时与原来相比（ ）A绳子拉力变大B地面对物体B的支持力变大C地面对物体B的摩擦力变大D物体B受到的合力变大5质量分别为m1和m2的两个木块静止放在质量为M的斜面上，如图所示，M对地面的压力大小是 ，若m1和m2分别沿斜面匀速下滑，在下滑过程中M对地面压力的大小是 。6质量为2 kg的物体放在倾角为30的斜面上，物体与斜面间的最大静摩擦力为4 N，要使物体在斜面上处于静止状态，沿斜面向上对物体的推力F大小应满足的条件是 。当力F=8 N时，物体所受摩擦力大小是 ，当力F大小为 时，物体所受摩擦力为零。（g取10 m/s2）7如图，质量为m的小球被三根相同的轻质弹
10、簧a、b、c拉住，c竖直向下，a、b、c三者夹角都是120，小球平衡时，a、b、c的弹力之比是3:3:1。则c的弹力为（ ）Amg B0.5mg C1.5mg D3mg8如图所示，用力F推着一个质量为m的木块紧贴在竖直墙壁上，木块此时处于静止状态，已知力F与竖直方向成角，则墙对木块的摩擦力（ ）A大小可能是mg-Fcos，方向竖直向上B大小可能是Fcos-mg，方向竖直向下C大小可能是零D以上说法都不对9如图所示，光滑的半球形物体固定在水平地面上，球心正上方有一光滑的小滑轮，轻绳的一端系一小球。靠放在半球上的A点，另一端绕过定滑轮后用力拉住，使小球静止。现缓慢地拉绳，在使小球沿球面由A到半球的
11、顶点B的过程中，半球对小球的支持力N和绳对小球的拉力T的大小变化情况是（ ）AN变大，T变小 BN变小，T变大CN变小，T先变小后变大 DN不变，T变小提升能力1斜面和挡板都光滑，挡板和斜面给球的弹力分别为F1、F2，如图所示，当角逐渐缓慢增大时，F1、F2如何改变?2绳子AB能承受的最大拉力为100 N，现用它悬挂一个重50 N的物体，并在其中点O处加一个水平力F缓慢拉动，如图所示。当绳子断裂时，AO段与竖直方向的夹角为 。3用轻质细线把两个质量未知的小球悬挂起来，如图甲所示。今对小球a持续施加一个向左偏下30的恒力，并对小球b持续施加一个向右偏上30的同样大小的恒力，最后达到平衡。在图乙所
12、示的四个图中，表示平衡状态的是（ ） 甲 乙4如图所示，用两根长度相等的轻绳，下端悬挂一个质量为m的物体，上端分别固定在水平天花板上的M、N点，M、N间距为s，已知两绳所能承受的最大拉力为T，则每根绳的长度不得短于_。5如图所示，在倾角为30的斜面上放着一滑块，滑块的重力大小为G。现用一与AB边平行的水平推力F=G/2推滑块，恰能使滑块在斜面上做匀速直线运动。试求：（1）滑块与斜面间的动摩擦因数；（2）滑块运动的方向与F的夹角。6如图所示，木块A的质量为m，木块B的质量为2m，用细绳系住A，绳与斜面平行。木块B沿倾角为a的斜面，在木块A的下面匀速下滑。若A、B之间，以及B和斜面之间的动摩擦因数
13、相同，求这一动摩擦因数及绳子拉力T。第四章物体的平衡单元测试题一、选择题1两根等长的轻绳，共同悬挂一个物体，如图所示。现在使两绳夹角变大则（ ）A绳的拉力变大B绳的拉力变小C两绳的拉力的合力变大D两绳的拉力的合力不变2如图所示，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，不计A与地面的摩擦，则A对绳的作用力与地面对A的作用力的大小分别为（ ）Amg，(M-m)g Bmg，MgC(M-m)g，MgD(M+m)g，(M-m)g3如图所示，位于斜面上的物块m在沿斜面向上的力F作用下，处于静止状态，则斜面作用于物块的静摩擦力（ ）A方向可能沿斜面向上B方向可能沿斜面向
14、下C大小可能等于零D大小可能等于F4如图所示，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OA的拉力逐渐增大B绳OA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5在倾角为的粗糙斜面上叠放着质量分别为m与2m的A、B两物体，刚好都处于平衡状态，如图所示，则下列说法正确的是（ ）AA、B两物体受到的摩擦力的比为1:2B因为A、B都处于静止状态，所以它们受到的摩擦力的比为1:1C因为斜面的倾角改变，使正压力改变，所以摩擦力的比值随角改变而改变D因为A、B间、B与斜面间接触面的摩擦因数的关系不知道，所以比值不能确定二、填空
15、题6如图所示，质量为3 kg的物体被40 N的水平外力F压在竖直墙上，保持静止.若水平外力增为90 N，则物体对墙的作用力是 N（g取10 m/s2）。7如图所示，A、B的重力分别是40 N和100 N，滑轮的摩擦及绳的质量均不计，B与水平面间的最大静摩擦力为40 N。则B受地面的静摩擦力为 N，B受地面的支持力为 N。8如图所示，两轻环E和D分别套在水平放置的光滑杆AB和AC上，AB和AC的夹角为，E和D用弹簧连接。一恒力F沿AC方向拉环D，当两环平衡时，弹簧与AC的夹角为 。弹簧的拉力大小为 。三、计算题9如图所示，相距4m的两根柱子上拴着一根5m长的细绳，细绳上有一光滑的小滑轮，吊着18
16、0N的重物，静止时AO、BO绳所受的拉力各是多大？10如图所示，斜面的倾角=37，斜面上的物体A重10N。物体A和斜面间的动摩擦因数为=0.2，为使物体A在斜面上做匀速运动，定滑轮所吊的物体B的重力大小应为多大?11如图所示，质量为m的物体放在水平地面上，当推力F作用于它时，物体恰能做匀速直线运动，此时F与水平面夹角为。当F改为拉此物体时时（如图中的虚线所示），物体受到的摩擦力是多大？12如图所示，OA、OB、OC三条轻绳共同连接于O点，A、B固定在天花板上，C端系一重物，绳的方向如图.OA、OB、OC这三条绳能够承受的最大拉力分别为150 N、100 N和200 N，为保证绳子不断，OC绳所
17、悬重物不得超过多重?13如图所示，把重为20 N的物体放在倾角=30的粗糙斜面上，物体左端与固定在斜面上且平行于斜面的轻弹簧连接。若物体与斜面间的最大静摩擦力为12 N，试判断物体受到弹簧的弹力方向和可能取值。答案第四章 物体的平衡第1节 共点力作用下物体的平衡【阅读指导】1静止;匀速直线2零3合外力为零；大小相等；方向相反；大小相等；方向相反【课堂练习】夯实基础1AD 2BD 3D 4D 5CD60；增大7mg+Fsin提升能力1BCD 2A 3B 4A5第2节 共点力平衡条件的应用【课堂练习】夯实基础1B 2B 3BC 4BC5(m1m2M)g；(m1m2M)g66NF14N；2N；10N7B 8ABC 9D提升能力1F1先减小后增大，F2逐渐减小2=603A45（1）=；（2）456；第四章物体的平衡单元测试题一、选择题1AD 2A 3ABCD 4D 5A二、填空题630724N；68N8.90-；F/sin三、计算题9150N；150N104.4N或7.6N1112N或173N13若沿斜面向下，02若沿斜面向上，022高考资源网()来源：高考资源网版权所有：高考资源网(www.k s 5 )版权所有：高考资源网()版权所有：高考资源网()