高中物理人教版 (2019)必修 第一册5 共点力的平衡作业ppt课件

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第一册5 共点力的平衡作业ppt课件，共23页。
题组一　整体法与隔离法1.一儿童在搭积木时,将两个相同的三棱柱甲、乙相邻置于水平地面上,表面光滑的圆柱体丙架在两个三棱柱之间,截面如图所示。三块积木的质量均为m且处于静止状态,下列说法正确的是(　　)A.甲受到3个力的作用B.地面对乙的摩擦力方向向右C.地面对甲的支持力大小为 mgD.若增大甲、乙间的距离,丙未落地且三者仍静止,则甲、乙对丙的作用力的合力变大
解析 甲受到重力、地面对甲竖直向上的支持力、丙对甲垂直接触面斜向左下方的压力,由平衡条件可知,甲还受到地面水平向右的静摩擦力,故甲受到4个力的作用,故A错误;同理可知,地面对乙的摩擦力方向向左,故B错误;由对称性可知,地面对甲、乙的支持力大小相等,对甲、乙、丙整体,由平衡条件得3mg=2FN,地面对甲的支持力FN= mg,故C正确;丙在重力和甲、乙对丙的支持力的作用下静止,由平衡条件可知,甲、乙对丙的作用力的合力与丙的重力平衡,增大甲、乙间的距离,丙未落地且三者仍静止时,甲、乙对丙的作用力的合力大小恒为mg不变,故D错误。
2. 如图所示,由五根等长的轻质细绳悬挂起四个质量相等的灯笼,中间的细绳是水平的,另外四根细绳与水平面所成的角分别为θ1和θ2。关于θ1和θ2,下列关系式中正确的是(　　)
A.θ1=2θ2B.θ1=3θ2C.sin θ1=3sin θ2D.tan θ1=2tan θ2
3. 如图所示,一只小鸟沿着较粗的均匀树枝从右向左缓慢爬行,在小鸟从A运动到B的过程中(　　)A.树枝对小鸟的作用力不变B.树枝对小鸟的摩擦力不变C.树枝对小鸟的弹力先减小后增大D.树枝对小鸟的弹力保持不变
题组二　用解析法、图解法分析动态平衡问题
解析 树枝对小鸟的作用力与小鸟的重力等值反向,所以树枝对小鸟的作用力大小不变,故A正确;小鸟所受的摩擦力Ff=mgsin θ,从A到B的过程中,θ先减小后增大,则摩擦力先减小后增大,故B错误;小鸟所受的弹力F=mgcs θ,从A到B的过程中,θ先减小后增大,则弹力先增大后减小,故C、D错误。
4.(2024辽宁丹东高一校考)如图所示,粗糙地面上放置一个足够大三角形框架,一光滑小环套在框架斜边上并系在轻绳的一端,轻绳另一端跨过光滑定滑轮固定在竖直墙上,现将钩码挂在定滑轮左侧的轻绳上,此时整个装置处于静止状态,逐渐增加钩码的个数,小环缓慢上移,若整个过程中框架始终静止,且钩码未落地,则下列说法正确的是(　　)A.轻绳拉力先增大再减小B.地面对框架的摩擦力增大C.地面对框架的支持力减小D.小环所受支持力增大
解析 设小环受到的重力为G,对小环受力分析得到力的矢量三角形,如图甲所示,当小环缓慢上移时,轻绳的拉力向竖直方向转动,支持力方向保持不变,轻绳拉力增大,小环所受支持力减小,A、D错误;设小环和框架整体的重力为G',对小环和框架整体受力分析,如图乙所示,根据力的矢量三角形可知,轻绳拉力FT增大,其水平分力FTx减小,竖直分力FTy增大,地面对框架的摩擦力Ff=FTx减小;地面对框架的支持力FN=G'-FTy减小,B错误,C正确。
题组三　用相似三角形法分析动态平衡问题5.(2024山东潍坊高一期末)如图所示,一工件放在地面上的O点,要将该工件吊起到空中的H点,用细绳c、d系在该工件上,施工队员甲、乙通过固定在横梁上的定滑轮M、N拉细绳,吊起过程甲、乙两队员位置不变,紧密配合拉细绳使该工件沿OM缓慢上升到H点,已知NH与OM垂直且与滑轮N相切,该工件上升过程中,下列分析正确的是(　　)A.细绳d的拉力先减小后增大B.细绳c的拉力先增大后减小C.甲对地面的压力先增大后减小D.乙对地面的摩擦力减小
解析 该工件在上升过程中受力平衡,该工件的重力不变,细绳c方向不变,作出力的矢量三角形,如图所示,可知细绳d的拉力一直减小,细绳c的拉力一直增大,故A、B错误;设定滑轮M左侧细绳与竖直方向的夹角为α,甲受力平衡,竖直方向根据平衡条件可得FN+FTccs α=G甲,细绳c的拉力一直增大,α不变,则地面对甲的支持力减小,根据牛顿第三定律,甲对地
面的压力一直减小,故C错误;设定滑轮N右侧细绳与竖直方向的夹角为β,乙受力平衡,水平方向根据平衡条件可得Ff乙=FTdsin β,细绳d的拉力一直减小,β不变,则地面对乙的摩擦力一直减小,根据牛顿第三定律,乙对地面的摩擦力减小,故D正确。
6. 表面光滑的四分之一圆柱体紧靠墙角放置,其横截面如图所示。细绳一端连接小球,另一端绕过P处滑轮,小球在外力F拉动下从A点缓慢移动到B点。已知AP长度是BP长度的2倍,则小球在A处时绳子的拉力与小球在B处时绳子拉力的比为(　　)
解析 由于小球是缓慢移动的,可以认为小球始终处于平衡状态,设在A、B两点时绳子的拉力分别为F1、F2。在A点处,小球受到重力、拉力、支持力的作用,三个力将构成一个闭合的矢量三角形,这个三角形与△APO相似,
7.(多选)(2024河南郑州高一期末)如图所示,小球A和大球B都与竖直墙面接触,在水平推力F作用下整体静止,现使B沿水平地面缓慢向右移动,直至两个球心等高。在此过程中,水平推力F作用线始终通过B的球心O,不计一切摩擦,则下列说法正确的是(　　)A.水平推力F不断减小B.B对地面的压力保持不变C.墙对A的作用力不断增大D.A对B的作用力不断减小
解析 A受到的重力为mAg,B对A的支持力为FNB,墙对A的弹力为FA,设B对A的支持力与竖直方向的夹角为θ,根据平衡条件可知FNB= ,FA=mAgtan θ,当B缓慢沿水平面向右移动时,θ变大,所以墙对A的作用力不断增大,B对A的支持力不断增大,根据牛顿第三定律,A对B的作用力不断增大,C正确,D错误;对A、B整体,有FN=mAg+mBg,F=FA,水平推力F不断增大,地面的支持力不变,根据牛顿第三定律,B对地面的压力不变,A错误,B正确。
8.如图所示,半圆形框架竖直放置在粗糙的水平地面上,质量为m的光滑小球P在水平外力F的作用下处于静止状态,P与圆心O的连线与水平面的夹角为θ,将力F在竖直面内沿顺时针方向缓慢地转过90°,框架与小球始终保持静止状态,重力加速度为g,在此过程中,下列说法正确的是(　　)
A.F未转动时,地面对框架的摩擦力大小为B.F的最小值为mgsin θC.框架对小球的支持力先增大后减小D.框架对小球的支持力先减小后增大
解析 小球受力情况如图甲所示,根据平衡条件有F= ,以半圆形框架和小球整体为研究对象,根据平衡条件有Ff=F= ,故A正确;由图乙可知,拉力顺时针转动过程中,当拉力和支持力垂直时,拉力最小,最小值为F=mgcs θ,故B错误;拉力顺时针转动过程中由图可知,框架对小球的支持力逐渐减小,故C、D错误。
9.如图所示,用筷子夹质量为m的光滑小球,两根筷子与小球球心均在竖直平面内,两根筷子和竖直方向的夹角均为θ,下列说法正确的是(　　)
A.两根筷子对小球作用力的合力的方向垂直于筷子B.每根筷子对小球的弹力均为C.若要以同样大小的弹力夹起一更重的光滑小球,则应增大夹角θD.若要以同样大小的弹力夹起一更重的光滑小球,则应减小夹角θ
解析 对小球受力分析结合平衡条件可知,两根筷子对小球作用力的合力与小球的重力等大反向,即两根筷子对小球作用力的合力的方向竖直向上,故A错误;对球受力分析,受筷子对小球的两个压力、小球的重力,如图所示,在竖直方向上有2F1sin θ=mg,解得F1=F2= ,故B错误;若要以同样大小的弹力夹起一更重的光滑小球,则弹力不变,mg变大,应增大夹角θ,故C正确,D错误。
10.如图所示,A、B两球用劲度系数为k1的轻弹簧相连,B球用长为l的细绳悬于O点,A球固定在O点正下方,且O、A间的距离恰为l,此时绳子所受的拉力为FT1,弹簧的弹力为F1,现把A、B间的弹簧换成劲度系数为k2(k1>k2)的轻弹簧,仍使系统平衡,此时绳子所受的拉力为FT2,弹簧的弹力为F2,则下列说法正确的是(　　)
A.FT1FT2C.FT1=FT2D.F1=F2
解析 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F和绳子的拉力FT的合力F合与重力mg大小相等,方向相反,即F合=mg,如图所示,由三角形相似可得 ,由于lOA=lOB,则有FT=mg,绳子的拉力FT只与小球B的重力有关,与弹簧的劲度系数k无关,则有FT1=FT2,假设AB间距离不变,由于k减小,则弹簧弹力减小,故AB间距离减小,则有F1>F2,故选C。
11.(多选) 如图所示,物体A用轻质细绳与圆环B连接,圆环固定在竖直杆MN上。现用一水平力F作用在绳上的O点,将O点缓慢向左移动,使细绳与竖直方向的夹角θ逐渐增大。关于此过程,下列说法正确的是(　　)A.水平力F逐渐增大B.水平力F逐渐减小C.绳OB的拉力先减小再增大D.绳OB的拉力逐渐增大