第3章 第6节 课后 达标检测-【优学精讲】2024-2025学年高中物理必修第一册教用Word(教科版)

题组1　对平衡条件的理解 1．(2024·北京师大附中期中)如图所示，一木块放在水平桌面上，受到水平向右的F1＝10 N和水平向左的F2＝2 N两个推力的作用，木块仍处于静止状态。若撤去F1，则木块在水平方向受到的合力为(　　) A．10 N，方向向左　　　 B．10 N，方向向右 C．2 N，方向向左 D．0 解析：选D。木块开始在水平方向受三个力而平衡，则摩擦力f＝F1－F2＝8 N，木块处于静止状态，则说明木块受到的最大静摩擦力不小于8 N；撤去F1后，外力为2 N<8 N，则木块仍能处于平衡状态，故合力一定为0。 2.(2024·云南文山统考期末)课间休息时，负责擦黑板的同学为方便老师下节课使用，将磁性板擦吸附在竖直的磁性黑板上，如图所示，下列说法正确的是　(　　) A．板擦受到两个力作用 B．因为板擦受到的摩擦力大于板擦所受的重力，所以才不会下滑 C．若黑板是光滑的，只要磁力足够大，板擦仍能保持静止不动 D．板擦受到的摩擦力与重力是一对平衡力 解析：选D。对磁性板擦受力分析如图，磁性板擦受到四个力作用，分别为重力G、支持力N、静摩擦力f、磁力FT，A错误；竖直方向受力平衡，则板擦受到的摩擦力等于板擦受到的重力，所以才不会下滑，B错误；若黑板是光滑的，则板擦在竖直方向只受重力，无论磁力多大，板擦都不能保持静止不动，C错误；因为板擦受力平衡，则板擦受到的摩擦力与重力是一对平衡力，D正确。 题组2　受力分析和平衡条件的应用 3．(2024·山东南海新区月考)某同学对下列画“阴影”的物体进行受力分析，正确的是(　　) 解析：选C。A中球在这三个力作用下不可能保持静止，所以球不受N2的作用，故A错误；B中球在这三个力作用下不可能保持静止，所以球不受N的作用，故B错误；C中两物块一起向右匀速运动，上面的物块受重力和下面物块的支持力而保持平衡，故C正确；D中物块以一定初速度冲上粗糙斜面，物块相对于斜面向上运动，则物块受到的滑动摩擦力应沿斜面向下，故D错误。 4.(2024·湖南怀化统考期中)一根弹簧原长8 cm，劲度系数k＝100 N/m，用此弹簧水平拉一重为10 N的物体，物体静止在水平地面上，如图所示。若物体与地面间的最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力，物体与地面间的动摩擦因数μ＝0.25，当弹簧长为10 cm时，此时物体所受的摩擦力的大小等于(　　) A．2 N B．1 N C．2.5 N D．3 N 解析：选A。物体与地面间的最大静摩擦力fmax＝f动＝μmg＝0.25×10 N＝2.5 N，当弹簧长为10 cm时，弹簧弹力大小F＝kx＝100×(10－8)×10－2 N＝2 N，由于F<fmax可知物体处于静止状态，则此时物体所受的摩擦力的大小f＝F＝2 N。 5.(多选)(2024·四川成都外国语学校期中)如图所示，一斜面放在水平面上(不固定)，在斜面上叠放着A、B两木块，木块A与B的接触面是水平的，水平力F作用于木块A，使木块A、B保持静止，且F≠0，则下列描述正确的是　(　　) A．A与B之间的摩擦力一定不为零 B．A与B之间的摩擦力可能为零 C．B可能受到3个作用 D．地面对斜面的摩擦力方向水平向右 解析：选AD。对A受力分析，水平方向上B对A的静摩擦力与外力平衡，所以A与B之间的摩擦力一定不为零，故A正确，B错误；对B受力分析，木块B受自身重力、木块A的压力、斜面的支持力、木块A的摩擦力，还有可能受到斜面的摩擦力，所以可能受到4个力作用或者5个力作用，故C错误；对整个系统受力分析，水平方向上地面的摩擦力与外力平衡，所以地面对斜面的摩擦力方向水平向右，故D正确。 题组3　静态平衡问题 6．(多选)(2024·北京密云统考期末)儿童从滑梯上匀速滑下。在研究儿童在滑梯上受力情况时，可以将滑梯抽象为一个斜面模型，以正在匀速滑下的小孩为研究对象，利用平衡知识求解三个力的关系。已知儿童所受的重力大小G、斜面的支持力大小N和滑动摩擦力大小f。图中受力分析及力的分解或合成示意图中符合规范的有(　　) 解析：选BC。以正在匀速滑下的小孩为研究对象，将小孩所受的重力沿斜面和垂直于斜面方向分解，根据受力平衡可得G sin θ＝f，G cos θ＝N，其中G sin θ、G cos θ为重力G的两个分力，遵循平行四边形定则，故A错误，B正确；以正在匀速滑下的小孩为研究对象，根据受力平衡可知，斜面的支持力N和滑动摩擦力f的合力F′与小孩所受的重力平衡，即F′方向应竖直向上，故C正确，D错误。 7．(多选)(2024·四川眉山期中)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°，则下列关于ac绳和bc绳中拉力Tac、Tbc大小正确的是　(　　) A．Tac＝mg B．Tbc＝mg C．Tac＝mg D．Tbc＝mg 解析：选AD。根据力的平衡条件有Tacsin 30°＝Tbcsin 60°，Taccos 30°＋Tbccos 60°＝mg，解得Tac＝mg，Tbc＝mg，故A、D正确，B、C错误。 8．(多选)如图所示，可视为质点的A、B两球用原长为2L、劲度系数为k1的轻质弹簧相连，B球用长为L的细线悬于O点，A球固定在O点正下方，且O、A间的距离也为L，OAB恰好构成一个正三角形；现把A、B间的弹簧换成原长相同但劲度系数为k2的轻质弹簧，仍使系统平衡，此时A、B间的距离变为L，则(　　) A．绳子OB所受的拉力减小 B．弹簧产生的弹力减小 C．k2＝k1 D．k2＝k1 解析：选BC。以小球B为研究对象，分析受力情况，由平衡条件可知，弹簧的弹力N和绳子的拉力F的合力F合与重力mg大小相等，方向相反，即F合＝mg，作出两力的合力如图，由三角形相似得＝＝，又OA＝OB＝L，解得F＝F合＝mg，绳子的拉力F只与小球B所受重力有关，与弹簧的劲度系数k无关，所以绳子OB所受的拉力不变，AB间的距离变小，N减小，故A错误，B正确；根据上述力与长度的关系，用劲度系数为k1的轻质弹簧时，弹力N＝＝mg，mg＝k1Δx1＝k1，用劲度系数为k2的轻质弹簧时，弹力N′＝＝mg，mg＝k2Δx2＝k2，联立得k2＝k1，故C正确，D错误。 9.(2024·新疆兵团二中期中)如图所示，M、N两物体叠放在一起，在恒力F作用下，一起沿竖直墙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(　　) A．物体M一定受到6个力 B．物体N可能受到4个力 C．物体M与墙之间一定有弹力和摩擦力 D．物体M与N之间一定有摩擦力 解析：选D。M、N两物体一起向上做匀速直线运动，合力为零，对M、N整体进行受力分析，受到重力和F，墙对M没有弹力，否则水平方向合力不为零，没有弹力，也就没有摩擦力，故C错误；物体M受到重力、推力F、N对M的压力和摩擦力4个力，故A错误；对N进行受力分析，N受到重力、M对N的支持力，还受到M对N向上的静摩擦力，共3个力，故B错误，D正确。 10．(2024·江苏连云港高中期中)如图所示，球的质量m＝3 kg，斜面体的质量m′＝5 kg，倾角θ＝53°，球光滑，它与墙面、斜面之间没有摩擦力作用。重力加速度g取10 m/s2，斜面体静止在粗糙的水平面上(sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6，tan 53°＝)。求： (1)地面对斜面体的支持力； (2)地面对斜面体的静摩擦力。 解析：(1)对斜面体和球的整体分析可知，地面对斜面体的支持力N＝(m＋m′)g＝80 N 方向竖直向上。 (2)对斜面体和球的整体分析可知，地面对斜面体的静摩擦力大小等于墙壁对球的弹力大小；对球分析可知，墙壁对球的作用力N1＝mg tan 53°＝40 N 则地面对斜面体的静摩擦力f＝40 N，方向向右。 答案：(1)80 N，方向竖直向上　(2)40 N，方向向右 11.(2024·江苏扬州一中期中)拖把是生活中常用的清洁工具，由拖杆和拖把头构成。如图所示，某人沿拖杆方向以恒力F＝20 N推拖把时，拖把头在地板上匀速移动。已知拖杆与竖直方向的夹角θ＝37°，拖把头的质量m＝0.4 kg，拖杆质量可忽略。(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，重力加速度g取10 m/s2)求： (1)地面对拖把头的支持力大小N； (2)拖把头与水平地板间的摩擦力大小f； (3)拖把头与水平地板间的动摩擦因数μ。 解析：(1)由平衡条件可知，竖直方向有 mg＋F cos θ＝N 解得N＝20 N。 (2)正交分解可得F sin θ＝f＝12 N。 (3)拖把头与水平地板间的动摩擦因数μ＝＝0.6。 答案：(1)20 N　(2)12 N　(3)0.6 12.(2024·浙江宁波余姚中学期中)如图，所受重力为G的木块，恰好能沿倾角为θ、质量为M的静止斜面体匀速下滑，现用水平力F将木块沿斜面匀速向上推，重力加速度为g。求： (1)木块与斜面间的动摩擦因数； (2)力F的大小； (3)此时水平面对斜面体的摩擦力和支持力的大小和方向。 解析：(1)根据题意，木块放在斜面上恰好能沿斜面匀速下滑，则根据平衡条件可得G sin θ＝μG cos θ，解得μ＝tan θ。 (2)作出木块在推力F作用下的受力分析，如图所示 根据平衡条件可知，在沿斜面方向有F cos θ＝f＋G sin θ 垂直于斜面方向有N＝G cos θ＋F sin θ，而f＝μN 联立解得F＝G tan 2θ。 (3)将斜面体与木块看成一个整体，整体受到水平向右的推力F而处于平衡状态，则根据平衡条件可知，在水平方向对整体有F＝f′ 可知，此时水平面对斜面体的摩擦力大小为G tan 2θ，方向水平向左； 对整体，在竖直方向上整体所受重力与地面对整体的支持力平衡，则有N′＝G＋Mg，方向竖直向上。 答案：(1)tan θ　(2)G tan 2θ　(3)G tan 2θ，方向水平向左　G＋Mg，方向竖直向上 学科网（北京）股份有限公司 $