高中物理学考复习优化练习5共点力平衡含答案

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1.物体受共点力的作用,下列说法正确的是( )
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.物体做匀加速直线运动时,物体处于平衡状态
2.(2021浙江宁波北仑中学期中)如图所示,一件重力为G的衣服悬挂在等腰衣架上。已知衣架顶角θ=120°,底边水平,不计摩擦,则衣架一侧对衣服的作用力大小为( )
A.33GB.23G
C.G2D.G
3.如图所示,用一根长度为2L、不可伸长的轻质细绳将质量为m的画框对称悬挂在墙壁上,画框上两个挂钉之间的距离为3L。已知重力加速度为g,则画框静止时绳子拉力大小为( )
A.12mgB.32mg
C.mgD.3mg
4.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ac绳和bc绳中的拉力分别为( )
A.32mg,12mgB.12mg,32mg
C.34mg,12mgD.12mg,34mg
5.(2021浙江金华高一期末)台灯的灯头与灯座通过一根能弯曲的白色塑料细杆相连,甲、乙、丙三个图中白色塑料细杆的弯曲程度各不相同,台灯均处于静止状态,以下说法正确的是( )
A.甲图中细杆对灯头的作用力最小
B.丙图中细杆对灯头的作用力最大
C.乙图水平地面对台灯有摩擦力作用
D.三图中细杆对灯头的作用力一样大
6.(2022浙江宁波高一期中)如图所示,质量为m0、半径为R的半球形物体A放在水平地面上,通过最高点处的钉子(未画出)用水平细线拉住一质量为m、半径为r的光滑球B,系统处于静止状态,重力加速度为g,则( )
A.A对地面的压力等于(m0+m)g
B.A对地面的摩擦力方向向左
C.B对A的压力大小为mgRR+r
D.细线对小球的拉力大小为mgrR
7.(2022浙江金华高一月考)筷子是中国人常用的饮食工具,也是中华饮食文化的标志之一。筷子在先秦时称为“挾”,汉代时称“箸”,明代开始称“筷”。如图所示,用筷子夹质量为m的小球,筷子均在竖直平面内,且筷子和竖直方向的夹角均为θ,重力加速度大小为g,小球静止,则( )
A.若小球光滑,每根筷子对小球的压力FN=mg2sinθ
B.若小球光滑,只增大筷子对小球的压力FN,小球仍能静止
C.若小球不光滑,筷子对小球的摩擦力不可能为零
D.若小球不光滑,筷子对小球的摩擦力一定沿接触面向上
8.(2021浙江金华高一期末)如图所示,吊床用两根绳子系在两根柱子的等高位置上,某人先坐在吊床上(脚已经离开地面)处于静止状态,这时吊床两端系绳中的拉力为F1,吊床对该人的作用力为F2;后躺在吊床上处于静止状态,这时吊床两端系绳中的拉力为F1',吊床对该人的作用力为F2',则( )
A.F1'>F1,F2'>F2
B.F1'=F1,F2'=F2
C.F1'D.F1'=F1,F2'>F2
9.如图所示,质量为11 kg的物体在与水平面成37°角斜向上的恒力F作用下,恰好沿水平地面做匀速直线运动,已知物体与地面间的动摩擦因数μ=0.5,sin 37°=0.6,cs 37°=0.8,重力加速度大小g取10 m/s2,则下列说法正确的是( )
A.恒力F的大小为55 N
B.物体受到的摩擦力大小为55 N
C.物体受到的摩擦力大小为40 N
D.地面对物体的支持力大小为40 N
10.如图甲所示,笔记本电脑散热底座一般设置有四个卡位用来调节角度,某同学将电脑放在散热底座上,为了获得更好的舒适度,由原卡位1调至卡位4(如图乙所示),下列说法正确的是( )
A.电脑受到的支持力变小
B.电脑受到的摩擦力变大
C.散热底座对电脑的作用力的合力竖直向上
D.电脑受到的支持力与摩擦力两力大小之和等于其重力
11.如图所示,用轻绳AO、BO系住一物体使其处于平衡状态,绳AO与竖直方向成一角度,绳BO水平,当绳子的悬点A缓慢向右移动时,BO始终保持水平,在AO到达竖直方向前,关于绳子AO和BO的拉力,下列说法正确的是( )
A.绳AO的拉力一直在减小
B.绳AO的拉力先减小后增大
C.绳BO的拉力先增大后减小
D.绳BO的拉力一直在增大
能力提高
12.叠罗汉是一种高难度的杂技。如图所示为六人叠成的三层静态造型,假设每个人的重力均为G,下面五人的背部均呈水平状态,则最底层左侧人的一只脚对水平地面的压力大小为( )
A.78GB.74G
C.2GD.52G
13.如图所示,一小球放置在木板与竖直墙面之间。设墙面对球的压力大小为FN1,球对木板的压力大小为FN2。以木板与墙连接点所形成的水平直线为轴,将木板从图示位置开始缓慢地转到水平位置。不计摩擦,在此过程中( )
A.FN1始终减小,FN2始终增大
B.FN1始终减小,FN2始终减小
C.FN1先增大后减小,FN2始终减小
D.FN1先增大后减小,FN2先减小后增大
14.轻绳的两端A、B固定在天花板上,绳能承受的最大拉力为120 N。现用挂钩将一重物挂在绳子的结点C处。如图所示,两端与竖直方向的夹角分别为37°和53°。要保证两绳均不绷断,求此重物的重力不应超过多少。(sin 37°=0.6;cs 37°=0.8)
优化集训5 共点力平衡
1.C 解析 处于平衡状态的物体,从运动形式上看是处于静止或匀速直线运动状态,从受力上来看,物体所受合力为零,选项C正确;速度为零的物体,受力不一定为零,故不一定处于平衡状态,选项A错误;物体相对于另一物体静止时,该物体相对地面不一定静止,如当另一物体做变速运动时,该物体也做变速运动,此物体处于非平衡状态,选项B错误;物体做匀加速运动,所受合力不为零,故不是平衡状态,选项D错误。
2.A 解析 选取衣服作为研究对象,受到重力G和衣架两侧对衣服的弹力,弹力方向与衣架侧边垂直,根据几何关系可知两个弹力与竖直方向的夹角均为30°,衣服处于静止状态,所受的合力为0,则2Fcs 30°=G,解得F=33G,A正确。
3.C 解析 由几何关系可知细绳与竖直方向夹角为60°,两侧细绳拉力相等,夹角120°,合力大小等于画框重力大小,故细绳拉力等于mg,故选C。
4.A 解析 设ac绳中的拉力为F1,bc绳中的拉力为F2,以水平方向为x轴,竖直方向为y轴,建立平面直角坐标系,并将F1和F2进行正交分解,则对三根绳的结点有,
水平方向:F1sin 30°=F2sin 60°
竖直方向:F1cs 30°+F2cs 60°=F
竖直绳上的拉力F=mg
由以上三式可得F1=32mg,F2=12mg,故A正确。
5.D 解析 三个灯头都静止,细杆对它的作用力等于其重力,故A、B错误,D正确;整个灯静止,处于平衡状态,灯相对地面没有运动趋势,不受摩擦力,故C错误。
6.A 解析 把A、B看成一个整体,对整体受力分析,整体竖直方向受重力和地面对整体的支持力,由平衡条件知,整体对地面的压力即A对地面的压力等于(m0+m)g,A正确;由整体法和平衡条件知,地面对整体没有摩擦力,即A对地面没有摩擦力,B错误;对B受力分析如图所示,
由几何关系可得cs θ=RR+r
由平衡条件可得F=mgcsθ,FT=mgtan θ
联立得F=mgR+rR,FT=mg(R+r)2-R2R
由牛顿第三定律有,B对A的压力大小为mgR+rR,C、D错误。
7.A 解析 对小球受力分析如图所示,正交分解压力可得2FNsin θ=mg,故每根筷子对小球的压力FN=mg2sinθ,A正确;若小球光滑,只增大筷子对小球的压力FN,有2FNsin θ>mg,小球向上移动,B错误;若小球不光滑,筷子对小球的摩擦力可能沿接触面向下、向上或者为零,C、D错误。
8.C 解析 吊床对人的作用力与人的重力等大反向,所以躺着和坐着时,吊床对该人的作用力不变,即F2'=F2;
坐在吊床上时,吊床两端绳与竖直方向的夹角θ较大,
人躺下后,吊床两端绳与竖直方向的夹角θ较小,根据共点力平衡有2Fcs θ=G,θ越小,cs θ越大,则绳子的拉力F越小,则有F1>F1',故选C。
9.C 解析 如图所示
因为匀速直线运动,则
FN+Fsin 37°=mg
Fcs 37°=Ff
Ff=μFN
联立解得FN=80 N,Ff=40 N,F=50 N,故选C。
10.C 解析 电脑在散热底座上受到重力、散热底座的支持力和摩擦力的作用保持平衡状态,受力分析如图所示
根据平衡状态的条件可得支持力大小为FN=mgcs θ,摩擦力大小为Ff=mgsin θ,当卡位1调至卡位4时,倾角θ变小,则电脑受到的摩擦力变小,支持力变大,故A、B错误;散热底座对电脑作用力即为支持力与摩擦力的合力,与电脑的重力等大反向,根据“三角形两边之和大于第三边”可判断,支持力与摩擦力两力大小之和大于其重力,故C正确,D错误。
11.A 解析 设OA与水平方向的夹角为α,由平衡条件得FOB=mgtanα,FOA=mgsinα,当绳子的悬点A缓慢向右移动时,α增大,两绳的拉力都一直减小,A正确。
12.A 解析 由对称性可知中间层的人一只脚对底层人的压力大小为34G,由对称性可知最底层左侧人的一只脚对水平地面的压力大小为FN=12×34G+12G=78G,故选A。
13.B 解析 如图所示,因为FN1=FN1'=mgtanθ,FN2=FN2'=mgsinθ,随θ逐渐增大到90°,tan θ、sin θ都增大,FN1、FN2都逐渐减小,所以选项B正确。
14.解析 由平衡条件有,竖直方向
FTAcs 37°+FTBcs 53°-G=0
水平方向FTAsin 37°-FTBsin 53°=0,其中FTA≤120 N,FTB≤120 N,联立解得G≤150 N,即重物的重力不应超过150 N。
答案 150 N