高效作业21 5 共点力的平衡-【精彩三年】2024-2025学年高中物理必修1课程探究与巩固PPT课件（人教版2019）

高效作业21 [5　共点力的平衡] 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 [A级　新教材落实与巩固] 1．如图所示，物块在水平推力的作用下在水平面上做匀速直线运动。下列说法正确的是(　　) A．物块没有受到摩擦力的作用 B．物块受到的摩擦力大小小于推力 C．物块受到的摩擦力大小大于推力 D．物块受到的支持力大小等于重力 D 【解析】 由题意知，物块在水平方向受到推力与滑动摩擦力，由于物块做匀速直线运动，即处于平衡状态，则物块受到的摩擦力大小等于推力，故A、B、C错误；在竖直方向物块也处于平衡状态，则物块受到的支持力大小等于重力，故D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2．吊床是人们喜爱的休闲方式，游客在吊床上悬空静止的情景如图所示，设吊床通过两侧轻质软绳与树干相连，不计吊床重力，则下列说法正确的是(　　) A．两侧软绳上的张力一定小于人的重力 B．人对吊床的压力和人所受的支持力是一对平衡力 C．若其他条件不变，缩短两侧软绳长度，则绳上的张力增大 D．若其他条件不变，缩短两侧悬点间距，则两绳的合力减小 C 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3．八坊民居是甘肃省临夏回族自治州最美古民居，砖墙黛瓦、雕栏玉砌、飞檐斗拱的民居建筑属于回族古民居，代表了临夏回族民居建筑的主要风格。瓦屋是指房顶用瓦覆盖的房屋，如图甲所示，瓦与椽子结构可简化为图乙所示模型，瓦静止在倾斜椽子上。若瓦与椽子间的动摩擦因数为μ，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则椽子与水平面的最大夹角θ满足的关系式为(　　) C 【解析】 椽子与水平面的夹角θ最大时，设瓦的质量为m，对瓦受力分析，根据瓦受力平衡可得mg sin θ＝Ffmax＝μFN＝μmg cos θ，解得tan θ＝μ，故选C。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 4．如图所示，小孩用一轻质弹簧拉水平地面上的箱子，但没有拉动。已知弹簧与水平面的夹角为θ(θ≠0)，下列说法正确的是(　　) A．箱子对地面的压力大小大于箱子所受的重力 B．弹簧对箱子拉力的水平分量大小小于箱子受 到的摩擦力 C．小孩对弹簧的拉力和箱子对弹簧的拉力是一对相互作用力 D．小孩受到地面的摩擦力和箱子受到地面的摩擦力大小相同 D 【解析】 利用弹簧斜拉箱子，将弹簧的拉力正交分解可知，箱子对地面的压力大小小于箱子所受的重力，A错误；利用弹簧斜拉箱子，将弹簧的拉力正交分解，由平衡条件可知，弹簧对箱子拉力的水平分量大小等于箱子受到的摩擦力，B错误；小孩对弹簧的拉力和箱子对弹簧的拉力，受力物体都是弹簧，因此小孩对弹簧的拉力和箱子对弹簧的拉力不是一对相互作用力，C错误；对小孩受力分析，地面对小孩的摩擦力大小等于弹簧拉力的水平分量，因此地面对箱子和对小孩的摩擦力大小相同，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 5．一位滑雪者在一段坡道雪地上滑雪，坡道的倾角θ＝37°。已知滑雪者与其全部装备的总质量m＝80 kg，若某段时间滑雪者匀速下滑，g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，下列说法正确的是(　　) A．滑雪者与其装备所受合力的方向沿斜面向下 B．坡道对滑雪者与其装备的支持力等于480 N C．坡道对滑雪者与其装备的摩擦力等于640 N D．坡道对滑雪者与其装备的作用力方向竖直向上 D 【解析】 滑雪者匀速下滑，故滑雪者与其装备所受合力为0，故A错误；根据平衡条件，坡道对滑雪者与其装备的支持力大小为FN＝mg cos θ＝80×10×0.8 N＝640 N，故B错误；根据平衡条件，坡道对滑雪者与其装备的摩擦力大小为Ff＝mg sin θ＝80×10×0.6 N＝480 N，故C错误；坡道对滑雪者与其装备的作用力为坡道对滑雪者与其装备的支持力、坡道对滑雪者与其装备的摩擦力的合力，和滑雪者与其装备的重力等大反向，故坡道对滑雪者与其装备的作用力方向竖直向上，故D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 6．如图所示，位于固定的倾角θ＝45°的光滑斜面上的一质量为m的物块P，受到一沿斜面向上的拉力F的作用，沿斜面匀速上滑。拉力F的大小为(　　) B 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 7．用三根轻绳将质量为m的物块悬挂在空中，如图所示。已知ac和bc与竖直方向的夹角分别为30°和60°，重力加速度为g，则ac绳和bc绳中的拉力大小分别为(　　) A 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 8．如图所示，一个半球形的碗放在桌面上，碗口水平，碗的内表面及碗口是光滑的。一根细线跨在碗口上，线的两端分别系有质量为m1和m2的小球(可视为质点)，当它们处于平衡状态时，质量为m1的小球与O点的连线与水平线的夹角为α＝60°。两小球的质量之比 为(　　) A 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 9．如图所示，一根轻绳一端固定于竖直墙上的A点，另一端绕过动滑轮P悬挂一重物B，其中P与A之间的绳子处于水平状态；另一根绳子一端与动滑轮P的轴相连，绕过光滑的定滑轮Q后在其端点O施加一水平向左的拉力F，使整个系统处于平衡状态。滑轮均光滑，且质量大小可以忽略。现拉动绳子的端点O使其向左缓缓移动一小段距离，则(　　) A．拉力F增大，角θ减小 B．拉力F减小，角θ减小 C．拉力F增大，角θ不变 D．拉力F减小，角θ增大 A 【解析】 以动滑轮P为研究对象，AP、BP段绳子受的力的大小始终等于B的重力大小，两绳子拉力的合力在∠APB的角平分线上；拉动绳子后，滑轮向上运动，两绳子夹角减小，两拉力的合力增大，故F增大。PQ与竖直方向的夹角等于∠APB的一半，故拉动绳子后角θ减小，故A正确，B、C、D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 10．[2024·玉环中学高一]图甲为家庭常用的燃气灶实物图，灶面上有一个支架，共有四个均匀分布的支承面，对放在上面的厨具起到支撑作用。现把一个蒸锅放在支架上，并抽象成示意图乙，已知支架的每个支承面与水平方向成α角，蒸锅和里面的食物总重为G，则每个支承面给蒸锅的支持力大小为(忽略蒸锅和支承面之间的摩擦力)(　　) B 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 [B级　素养养成与评价] 11．如图所示，两轻弹簧a、b悬挂一小铁球处于平衡状态，a弹簧与竖直方向成30°角，b弹簧水平，a、b弹簧的劲度系数分别为k1、k2，则a、b两弹簧的伸长量x1与x2之比为(　　) A 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 12．如图所示，人和物体处于静止状态。当人拉着绳向右跨出一步后，人和物体仍保持静止。不计绳与滑轮间的摩擦力，不计空气阻力，下列说法中正确的是(　　) A． 绳子的弹力大小变大 B． 人所受的合力变大 C． 地面对人的静摩擦力变大 D． 地面对人的静摩擦力不变 C 【解析】 物体始终处于静止状态，所以绳子对物体的拉力大小始终等于物体所受的重力大小，故A项错误；人保持静止状态，所受合力始终为0，保持不变，故B项错误；对人受力分析并正交分解，如图所示，由平衡条件得FN＋FTsin θ＝Mg，Ff＝FTcos θ，又FT＝mg，当人拉着绳向右跨出一步后，θ将变小，所以地面对人的静摩擦力会变大，故C项正确，D项错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 13．[2024·温岭中学高一]用两根长度相等的轻绳将一吊灯悬挂在天花板下，轻绳与竖直方向的夹角均为30°，绳的张力大小分别为FT1和FT2，如图甲所示。现将其中一根绳的悬挂点移到竖直墙面上，绳沿水平方向张紧，另一根绳仍与竖直方向成30°夹角，两绳的张力大小分别为FT1′和FT2′，如图乙所示。下列判断正确的是(　　) A．FT1′ ＝FT1，FT2′ ＝2FT2 B．FT1′ ＝2FT1，FT2′ ＝3FT2 C．FT1′ ＝2FT1，FT2′ ＝2FT2 D．FT1′ ＝2FT1，FT2′ ＝FT2 D 【解析】 题图甲和题图乙两个图中的吊灯都受到重力、两根轻绳的拉力，受力分析如图1、图2所示。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 14．如图所示，质量m＝40 kg 的物体在水平推力 F＝400 N 的作用下，沿倾角为37°的固定的斜面匀速向上滑动(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g取10 m/s2)，求： (1)斜面对物体的支持力大小。 (2)物体与斜面间的动摩擦因数。 【解析】 (1)对物体受力分析如图所示， 根据平衡条件有， 感谢聆听，再见！ 【解析】 对人受力分析如图所示，由图可知，两绳的合力与重力平衡，等大反向；由几何关系可得绳上的张力F＝，两侧软绳上的张力与人的重力大小的关系与角α的大小有关，故可知两侧软绳上的张力不一定小于人的重力；若其他条件不变，缩短两侧软绳长度，角α增大，则可知绳上的张力增大，故A、D错误，C正确。人对吊床的压力和人所受的支持力是一对相互作用力，故B错误。 A．cos θ＝μ　　　　　 B．cos θ＝ C．tan θ＝μ D．tan θ＝ A．mg B．mg C．mg D．mg 【解析】 物块P受到一沿光滑斜面向上的拉力F匀速上滑，所受合力为0，所以F＝mg sin 45°＝mg，故选B。 A．mg，mg　　　　　 B．mg，mg C．mg，mg D．mg，mg 【解析】 分析结点c的受力情况如图所示，设ac绳对结点c的拉力为F1，bc绳对结点c的拉力为F2，根据平衡条件知，F1、F2的合力F与重力mg等大、反向，由几何知识得F1＝F cos 30°＝mg，F2＝F sin 30°＝mg，选项A正确。 A． B． C． D． 【解析】 m2球保持静止状态，对其受力分析，二力平衡，故F＝m2g，再对m1球受力分析，如图所示，根据共点力平衡条件，x方向：Fcos 60°－FNcos 60°＝0，y方向：Fsin 60°＋FNsin 60°－m1g＝0，代入数据联立解得＝，故A正确，B、C、D错误。 A． B． C． D． 【解析】 对蒸锅进行受力分析可得4F支cos α＝G，解得F支＝，A、C、D错误，B正确。 A． B． C． D． 【解析】 a弹簧的弹力FA＝k1x1，b弹簧的弹力FB＝k2x2，小球处于平衡状态，必有FA sin 30°＝FB，即k1x1sin 30°＝k2x2，故＝，A正确。 对于图1，竖直方向根据平衡条件可得FT1cos 30°＋FT2cos 30°＝mg，根据对称性可知FT1＝FT2，解得FT1＝FT2＝；对于图2，根据平衡条件可得FT1′＝＝，FT2′＝mg tan 30°＝mg，所以FT1′＝2FT1，FT2′＝FT2，故D正确。 【答案】 (1)560 N　(2) F cos 37°－Ff－mg sin 37°＝0， FN－F sin 37°－mg cos 37°＝0， 代入数据解得FN＝560 N，Ff＝80 N。 (2)由牛顿第三定律，物体对斜面的压力大小等于斜面对物体的支持力大小，即为560 N， 因为Ff＝μFN，所以μ＝。 $$