(教参)高效作业17 [拓展与归类·专题研析 共点力平衡条件的应用]-【精彩三年】2023-2024学年新教材高中物理必修第一册课程探究与巩固教师用书word+课件PPT（人教版，浙江专用）

高效作业17 [拓展与归类·专题研析　共点力平衡条件的应用] (见学生用书P153) [A级　新教材落实与巩固] 1．如图所示，长直木板的上表面放有一物块A，木板由水平位置缓慢向上转动(即木板与水平面的夹角α变大)，另一端不动。发现当α＝30°和α＝37°时物块A所受的摩擦力大小恰好相等，则物块A与木板之间的动摩擦因数为(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)(　D　) A．0.5　　　B．0.6　　　C．　　　D． 【解析】 当α＝30°时，物块A受静摩擦力，与重力沿木板方向的分力平衡，即Ff＝mg sin 30°；当α＝37°时，物块A受滑动摩擦力，Ff＝μmg cos 37°，联立解得μ＝。 2．机械手臂是机械人技术领域中得到最广泛实际应用的自动化机械装置，在医学治疗领域能见到它的身影。如图所示，机械手臂带着医疗器材缓慢地下降到水平桌面，下落过程中机械手臂与医疗器材保持相对静止。医疗器材由位置1到位置3的过程中，机械手臂对医疗器材的支持力FN和摩擦力Ff的大小变化情况是(　B　) A．FN变小，Ff变小 B．FN变小，Ff变大 C．FN变大，Ff变小 D．FN变大，Ff变大 【解析】 设器材与机械手臂的接触面与水平方向夹角为θ，由平衡条件可得FN＝mg cos θ、Ff＝mg sin θ，把器材放下的过程中，θ增大，可知支持力FN变小，摩擦力Ff变大，故选B。 3．2023·衢州一中高一如图所示，玩偶与塑料吸盘通过轻绳AB连接，吸盘吸附在竖直墙壁上，玩偶静止悬挂，忽略玩偶与墙壁之间的摩擦力。下列说法正确的是(　B　) A．吸盘受到3个力的作用 B．轻绳AB越短，玩偶对墙壁的压力越大 C．轻绳AB越长，吸盘受到墙壁的摩擦力越小 D．吸盘与墙壁之间压得越紧，吸盘受到墙壁的摩擦力越大 【解析】 吸盘受到重力、大气对其的压力、墙壁的弹力、轻绳对吸盘的拉力和摩擦力5个力的作用，故A错误； 玩偶的受力分析如图所示，墙壁对玩偶的支持力FN＝G tan θ，轻绳AB越短，θ越大，支持力越大，由牛顿第三定律可知，玩偶对墙壁的压力越大，故B正确；对吸盘与玩偶整体分析，竖直方向只受重力与静摩擦力，所以吸盘受到墙壁的静摩擦力总是等于重力，与轻绳的长短无关，与吸盘和墙壁之间的压力无关，故C、D错误。 4．(多选)质量为M的凹槽静止在水平地面上，内壁为半圆柱面，截面如图所示，A为半圆的最低点，B为半圆水平直径的端点。凹槽恰好与竖直墙面接触，内有一质量为m的小滑块。用推力F推动小滑块由A点向B点缓慢移动，力F的方向始终沿圆弧的切线方向，在此过程中所有摩擦力均可忽略，下列说法正确的是(　BC　) A．推力F先增大后减小　　 B．凹槽对滑块的支持力逐渐减小 C．墙面对凹槽的压力先增大后减小　　 D．水平地面对凹槽的支持力先减小后增大 【解析】 对滑块受力分析，设F与水平方向的夹角为θ，由平衡条件有F＝mg sin θ、FN＝mg cos θ，滑块从A点缓慢移向B点时，θ越来越大，则推力F越来越大，支持力FN越来越小，所以A错误，B正确；对凹槽与滑块整体受力分析，墙面对凹槽的压力为FN′＝F cos θ＝mg sin θcos θ＝mg sin 2θ，则θ越来越大时，墙面对凹槽的压力先增大后减小，所以C正确；水平地面对凹槽的支持力为FN地＝g－F sin θ＝g－mg sin2θ，则θ越来越大时，水平地面对凹槽的支持力越来越小，所以D错误。 5．空调外挂机通过三角形支架固定在外墙上，如图所示，如果空调重力作用线恰好通过横梁和斜梁的连接点O，横梁和斜梁对点O施加的力分别沿OA和OB方向。保持连接点O位置不变，只减小斜梁长度，横梁仍然水平，下列说法正确的是(　D　) A．横梁OA对点O的力不变 B．横梁OA对点O的力变小 C．斜梁OB对点O的力不变 D．斜梁OB对点O的力变大 【解析】设斜梁与水平方向成α角，空调的重力为G，根据平衡条件得FAO＝，FBO＝，只减小斜梁长度，α角变小，则FAO、FBO均变大，故选D。 6．2023·义乌中学高一户外露营中使用的一种便携式三脚架如图所示，它由三根完全相同的轻杆通过铰链组合在一起，每根杆均可绕铰链自由转动。将三脚架静止放在水平地面上，吊锅通过细铁链挂在三脚架正中央。三根杆与竖直方向的夹角均为θ＝37°，吊锅和细铁链的总质量为m，重力加速度为g，支架与铰链之间的摩擦忽略不计，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，则(　B　) A．每根杆中的弹力大小为mg B．每根杆对地面的摩擦力大小为mg C．减小θ时杆对地面的压力增大 D．增大θ时杆对地面的压力增大 【解析】 对三脚架顶部结点分析可知3FNcos 37°＝mg，解得FN＝mg，选项A错误；每根杆对地面的摩擦力大小为Ff＝FNsin 37°＝m