课时作业(15) 受力分析和共点力的平衡（Word练习）-【优化指导】2024-2025学年新教材高中物理必修第一册（粤教版2019）

课时作业(15)　受力分析和共点力的平衡 1．如图所示，壁虎在竖直玻璃面上斜向上匀速爬行，关于它在此平面内的受力分析，下列图示中正确的是(　　) A　[因为壁虎是匀速爬行的，故它受到的力是平衡的，根据选项中对壁虎的受力分析可知，B、C、D都不可能是平衡的，只有A中的重力与摩擦力才是相平衡的．] 2．如图所示，物体A放在物体B上，物体B为一个斜面体，且放在粗糙的水平地面上，A、B均静止不动，则物体B的受力个数为(　　) A．2　　　　 B．3　　　 　C．4　　　　 D．5 C　[对物体A受力分析，如图(a)所示；由于A、B均静止，故可将A、B视为一个整体，其水平方向无外力作用，B相对地面也就无运动趋势，故地面对B无摩擦力，受力如图(b)所示；对物体B受力分析，如图(c)所示，共有四个力． ] 3．如图所示，在水平力F的作用下，木块A、B保持静止．若木块A与B的接触面是水平的，且F≠0.则关于木块B的受力个数，可能是(　　) A．3个或4个 B．3个或5个 C．4个或5个 D．4个或6个 C　[木块B一定受重力和A对它的压力；将A、B看作整体，因整体保持静止，所以B一定受斜面的支持力；隔离木块A并对其受力分析，因A静止，故A一定受B的静摩擦力，从而B也一定受A的静摩擦力；斜面对木块B可能有静摩擦力的作用，故B受力个数可能是4个或5个．] 4．如图所示，轻杆A端用铰链固定在墙上，B端吊一重物．通过轻绳跨过定滑轮用拉力F将B端缓慢上拉，滑轮O在A点正上方(滑轮大小及摩擦均不计)，且OA>AB，在AB杆达到竖直位置前(　　) A．拉力F增大 B．拉力F大小不变 C．杆的弹力增大 D．杆的弹力大小不变 D　[以B点为研究对象，分析受力情况：受重物的拉力T(等于重物的重力G)、轻杆的弹力FN和轻绳的拉力F，作出受力分析图如图所示． 由平衡条件得知，FN和F的合力与T大小相等，方向相反，根据三角形相似可得＝＝，又T＝G，解得FN＝ G，F＝ G；拉力F将B端缓慢上拉，∠BAO缓慢变小，AB、AO保持不变，BO变小，则N保持不变，F变小，故D正确．] 5．(多选)如图所示，电线AB下有一盏电灯，用绳子BC将其拉离墙壁．在保证电线AB与竖直墙壁间的夹角θ不变的情况下，使绳子BC由水平方向逐渐向上转动至竖直位置，若绳子BC中的拉力为F1，绳子AB的拉力为F2，则(　　) A．F1先减小，后增大 B．F1逐渐减小 C．F2先减小，后增大 D．F2逐渐减小 AD　[由平衡条件可得，BA、BC两绳子上的拉力F2和F1合力与重力G大小相等，方向相反，作出BC绳子在三个不同位置时力的合成图，如图所示， 在BC绳子从1→2→3三个位置的过程中，可以看出当两绳子相互垂直时，F1最小．可见，F2逐渐减小，F1先逐渐减小后逐渐增大．] 6．如图所示，物块a、b的质量分别为m、2m，水平地面和竖直墙面均光滑，a、b间接触面粗糙，在水平推力F作用下，两物块均处于静止状态．则(　　) A．物块b受四个力作用 B．物块b受到的摩擦力大小等于2mg C．物块b对地面的压力大小等于3mg D．物块b对物块a的作用力水平向右 C　[以b为研究对象，物块b受到重力、推力F、a的弹力和静摩擦力、地面的支持力，共五个力作用，A错误；以a为研究对象，竖直方向上a受到重力和b对a的静摩擦力作用，由平衡条件知，b对a的摩擦力大小等于a的重力，为mg，由牛顿第三定律知，a对b的摩擦力大小也等于mg，B错误；以a、b组成的整体为研究对象，竖直方向上受到整体的重力和地面对b的支持力作用，且它们大小相等，则地面对b的支持力大小等于3mg，则物块b对地面的压力大小等于3mg，C正确；物块a受到物块b两个力作用：水平向右的压力和竖直向上的静摩擦力，它们的合力斜向右上方，D错误．] 7．如图所示，两个质量都是m的小球A、B用轻杆连接后斜放在墙上处于平衡状态．已知墙面光滑，水平地面粗糙，现将A球向下移动一小段距离，两球再次达到平衡，那么将移动后的平衡状态和原来的平衡状态比较，地面对B球的支持力FN和地面对B的摩擦力f的变化情况是(　　) A．FN不变 B．FN变大 C．f不变 D．f变小 A　[对整体进行受力分析，知竖直方向：FN＝2mg，移动两球后，仍然平衡，则FN仍然等于2mg，所以FN不变；水平方向：地面对B的摩擦力f等于竖直墙壁对A的弹力；再隔离对A进行受力分析，墙壁对A球的弹力FN′＝mg tan θ；当A球向下移动一小段距离，夹角θ增大，所以FN′增加，B的摩擦力f变大．故A正确．] 8．光滑斜面上固定着一根刚性圆弧形细杆，小球通过轻绳与细杆相连，此时轻绳处于水平方向，球心恰位于圆弧形细杆的圆心，如图所示，将悬点A缓慢沿杆向上移动，直到轻绳处于竖直方向，在这个过程中，轻绳的拉力(　　) A．逐渐增大 B．大小不变 C．先增大后减小 D．先减小后增大 D　[以小球为研究对象，分析受力情况：受重力G、斜面的支持力FN和轻绳的拉力T，如图所示． 由平衡条件得知，FN和T的合力与G大小相等，方向相反，将悬点A缓慢沿杆向上移动，使轻绳绕O点逆时针转动的过程中，T先变小后变大．] 9．如图所示，水平直杆OP右端固定于竖直墙上的O点，长为L＝2 m的轻绳一端固定于直杆P点，另一端固定于墙上O点正下方的Q点，OP长为d＝1.2 m，重为8 N的钩码由光滑挂钩挂在轻绳上处于静止状态，则轻绳的弹力大小为(　　) A．10 N　　　B．8 N　　　C．6 N　　　D．5 N D　[设挂钩所在处为N点，延长PN交墙于M点，如图所示： 同一条绳子拉力相等，根据对称性可知两边的绳子与竖直方向的夹角相等，设为α，则根据几何关系可知NQ＝MN，即PM等于绳长；根据几何关系可得：sin α＝＝＝0.6，则α＝37°，根据平衡条件可得：2T cos α＝mg，解得：T＝5 N，故D正确．] 10．如图所示，一球A夹在竖直墙与三角劈B的斜面之间，三角劈的重力为G，劈的底部与水平地面间的动摩擦因数为μ，劈的斜面与竖直墙面是光滑的，设劈的最大静摩擦力等于滑动摩擦力．问：欲使三角劈静止不动，球的重力不能超过多少？ 解析　球A与三角劈B的受力情况分别如图甲、乙所示， 球A在竖直方向的平衡方程为GA＝FN sin 45°， 三角劈的平衡方程为f＝FN′sin 45°， FNB＝G＋FN′cos 45°， 另有f≤fm＝μFNB，FN＝FN′， 联立以上各式可得GA≤ G. 答案　 G 学科网（北京）股份有限公司 $$