内容正文:
6 共点力作用下物体的平衡
1.物体受共点力的作用,下列说法正确的是( C )
A.物体的速度等于零,物体就一定处于平衡状态
B.物体相对另一物体保持静止时,物体一定处于平衡状态
C.物体所受合力为零时,就一定处于平衡状态
D.物体做匀加速运动时,也可能处于平衡状态
解析:处于平衡状态的物体,一定处于静止或匀速直线运动状态,所受合力一定为零,而物体速度为零,可能是瞬时速度为零,受力不一定为零,故不一定处于平衡状态,选项A错误,C正确;物体相对于另一物体静止时,该物体不一定静止或者做匀速直线运动,物体不一定处于平衡状态,选项B错误;物体做匀加速运动时一定不是平衡状态,选项D错误。
2.如图,放在水平面上的物体受到水平力F1=9 N和F2=4 N的作用时,物体处于静止状态。如果只将F1撤去,下列说法正确的是( C )
A.物体将向左运动 B.物体将向右运动
C.物体将保持静止 D.所受摩擦力方向不变
解析:水平面上物体受到水平力F1=9 N和F2=4 N 的作用时,物体处于静止状态,由平衡条件可知,此时静摩擦力的方向向左,大小为f静=5 N,可知f静max≥5 N,如果只将F1撤去,F2=4 N<f静max,此时物体所受合力为零,仍然处于静止状态,此时摩擦力的方向向右,大小为4 N,故A、B、D错误,C正确。
3.一氢气球下系一重物G,重物在重力和绳的拉力F的作用下做匀速直线运动,不计空气阻力和风力的影响,重物匀速运动的方向如图中箭头所示的虚线方向,图中气球和重物G在运动中所处的位置正确的是( A )
解析:重物在重力和绳的拉力的作用下做匀速直线运动,那么这两个力满足二力平衡,即绳的拉力的方向是竖直向上的,故A正确。
4.(2020·海南卷)如图,上网课时小明把手机放在斜面上,手机处于静止状态。则斜面对手机的( B )
A.支持力竖直向上
B.支持力小于手机所受的重力
C.摩擦力沿斜面向下
D.摩擦力大于手机所受的重力沿斜面向下的分力
解析:设手机的重力为G,斜面倾角为θ。手机受力如图所示,将重力分解,根据平衡条件得f=Gsin θ,N=Gcos θ,因cos θ<1,故N<G,且摩擦力等于手机所受重力沿斜面向下的分力,选项B正确。
5.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θ,下列关系正确的是( A )
A.F= B.F=mgtan θ
C.N= D.N=mgtan θ
解析:建立如图所示的直角坐标系,将小滑块受到的力N沿水平、竖直方向分解,如图所示。根据平衡条件有mg-Nsin θ=0,F-Ncos θ=0,解得F=,N=,故选A。
6.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( D )
A.mg B.mg
C.mg D.mg
解析:照相机受力平衡,根据共点力的平衡条件,在竖直方向上有3F·cos 30°=mg,解得F=,所以D选项正确。
7.如图所示,M、N两物体叠放在一起。在恒力F的作用下,一起沿粗糙竖直墙面向上做匀速直线运动,则关于两物体受力情况的说法正确的是( D )
A.物体N受到4个力
B.物体M受到6个力
C.物体M与墙之间有摩擦力
D.物体M与N之间有摩擦力
解析:M、N两物体叠放在一起沿粗糙竖直墙面向上做匀速直线运动,由平衡条件知物体N受到重力、M对N的弹力和摩擦力共3个力,且弹力与摩擦力的合力与重力大小相等、方向相反,故A错误,D正确;对M、N整体,水平方向上没有外力,所以物体M与墙之间没有弹力,则物体M与墙之间没有摩擦力,可知物体M受到重力、竖直向上的外力F、N对M的弹力和摩擦力共4个力,故B、C错误。
8.如图所示系有细绳的小球静止于光滑半球面上的A点,细绳OA与球面相切于A点。现保持小球位置不动,让悬挂点O沿竖直墙壁缓慢上移过程中,设半球面对小球的支持力为N,细绳对小球的拉力为T,则( B )
A.N保持不变,T逐渐增大
B.N逐渐减小,T逐渐增大
C.N先减小后增大,T先减小后增大
D.N先增大后减小,T先减小后增大
解析:受力分析如图,小球位置不动,半球面对小球的支持力方向不变,悬挂点O沿竖直墙壁缓慢上移过程中,绳子拉力逐渐增大,支持力逐渐减小,故选B。
9.我国的石桥世界闻名,如图,某桥由六块形状完全相同的石块组成,恰构成半圆形状,其中石块1、6固定。石块3、4间弹力为F1,石块5、6间弹力为F2,不计石块间的摩擦,则F1∶F2为( B )
A. B. C.1 D.2
解析:六块形状完全相同的石块围成半圆对应的圆心角为180°,每块石块对应的圆心角为30°,设每块石块的重力为G,将