人教版 (2019)必修 第一册第三章 相互作用——力5 共点力的平衡作业课件ppt

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题组一　共点力作用下物体的平衡条件1.(2024浙江宁波高一校考)如图所示,某杂技演员正在表演走钢丝节目,他沿倾斜钢丝小心翼翼地缓慢上行,在这一过程中(　　)A.钢丝对杂技演员的作用力大小保持不变B.钢丝对杂技演员的作用力方向垂直钢丝向上C.杂技演员所受的摩擦力方向沿钢丝斜向下方D.杂技演员手中的平衡杆所受合力方向竖直向上
解析 因为杂技演员正沿倾斜钢丝小心翼翼地缓慢上行,所以杂技演员受力平衡,受到竖直向下的重力、垂直于钢丝向上的支持力和沿着钢丝向上的摩擦力,三个力的合力为零,即钢丝对杂技演员的作用力与其重力等大反向,则钢丝对杂技演员的作用力大小保持不变,方向竖直向上,故A正确,B、C错误;手中的平衡杆所受合力为零,故D错误。
解析 恒力F有水平向左和竖直向上分力Fy,根据力平衡条件可知,墙对物块一定有水平向右的弹力,选项B正确;Fy与重力可能相等,则物块与墙之间没有摩擦力,选项C错误;Fy可能大于重力,则物块受到的摩擦力方向向下,选项D正确。
2.(多选)如图所示,在恒力F作用下,物块保持静止。关于物块的受力情况,下列说法正确的是(　　)A.物块一定受到四个力B.物块与墙之间一定有弹力C.物块与墙之间一定有摩擦力D.物块受到的摩擦力方向可能向下
3. 如图所示,两根细绳AO、BO连接于O点,点的下方用细绳CO悬挂一重物并处于静止状态,细绳BO水平。则三根细绳中拉力最大的是(　　)A.AOD.无法确定
题组二　三力平衡问题
解析 重物处于静止状态,合力为零,对O点进行受力分析如图所示,由几何关系知,FTA最大,即三根细绳中拉力最大的是AO,故选A。
4.(2024江苏宿迁高一期末)如图所示,配有调节倾角的简易支架放在水平桌面上,某同学将一本字典放在支架的斜面上,若字典与支架斜面间的动摩擦因数为μ= ,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,缓慢地调节倾角θ,使字典与支架始终处于静止状态,则下列说法正确的是(　　)A.倾角θ增大,字典受到的摩擦力减小B.倾角θ增大,字典受到的支持力增大C.若字典始终处于静止状态,倾角的最大值θ=30°D.若字典始终处于静止状态,倾角的最大值θ=45°
解析 字典的受力情况如图所示,字典受到沿接触面向上的静摩擦力,静摩擦力等于重力沿接触面向下的分力,即Ff=mgsin θ,随倾角θ增大,摩擦力增大,故A错误;支持力FN=mgcs θ,随倾角θ增大,支持力减小,故B错误;当字典受到静摩擦力达到最大时,根据受力平衡可知mgsin θ=μmgcs θ,解得tan θ= ,即θ=30°,故C正确,D错误。
题组三　多力平衡问题5.(2024山东烟台高一联考)水平地面上堆放着相同的原木,如图甲所示,截面图如图乙所示,已知原木之间的动摩擦因数为μ,每根原木的重力为G,可将原木看成圆柱体,若要将最上面的那根原木沿轴线方向匀速拉出,水平拉力大小应为(　　)
6.物体A在水平力F1=500 N的作用下,沿倾角θ=37°的斜面匀速滑动,如图所示。物体A受的重力G=400 N,sin 37°=0.6,cs 37°=0.8,求物体与斜面间的动摩擦因数μ。
解析 取A为研究对象,受力分析并建立坐标系如图所示。由平衡条件可知,在坐标x、y两个方向合力分别为零,即有x方向上F1cs 37°-Gsin 37°-Ff=0y方向上FN-F1sin 37°-Gcs 37°=0解得FN=620 N,Ff=160 N
7.(多选) 如图所示,长度相同的光滑圆柱体甲、乙质量分别为m1、m2,半径分别为r1、r2,甲放在两竖直墙壁之间,甲、乙均处于静止状态。已知两墙壁的距离刚好等于甲的直径,且r1=4r2,重力加速度为g,则下列说法正确的是(　　)A.甲对左侧墙壁的压力为零B.乙对左侧墙壁的压力为零C.甲对地面的压力为m2gD.甲对右侧墙壁的压力为 m2g
8. 如图所示,一小朋友在家用拖把拖地,拖把头的质量为m,拖杆的质量可以忽略,小朋友沿杆方向对拖把头施加大小为F的推力,此时推力与水平方向的夹角为θ,拖把头沿水平地面做匀速直线运动,重力加速度大小为g,下列说法正确的是(　　)
A.地面对拖把头的支持力与拖把头受到的重力大小相等B.拖把头对地面的摩擦力等于FC.若只增大角的大小,则拖把头运动过程中受到的摩擦力一定增大D.拖把头与地面间的动摩擦因数为
解析 对拖把头进行受力分析,在竖直方向上有FN=mg+Fsin θ,则地面对拖把头的支持力大于拖把头受到的重力,A错误;拖把头匀速运动,水平方向受力平衡,则拖把头所受地面的摩擦力大小Ff=Fcs θ,B错误;由Ff=μ(mg+Fsin θ)可知,若只增大角的大小,则拖把头运动过程中受到的摩擦力一定增大,拖把头与地面间的动摩擦因数
9.(2024河北邯郸高一联考)如图所示,倾角为30°的固定斜面上放有质量分别为200 g、300 g的木块A、B,A、B之间有一轻质弹簧,用平行于斜面向上的拉力F作用在木块B上,系统保持静止,此时A、B之间的弹簧伸长量为1 cm。已知木块A、B与斜面间的动摩擦因数均为0.75,弹簧的劲度系数为100 N/m,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g取10 m/s2。下列说法正确的是(　　)
A.木块A所受摩擦力沿斜面向上,大小为 NB.木块A所受摩擦力沿斜面向下,大小为 NC.若拉力F为1.5 N,则木块B所受摩擦力为0D.若拉力F为1.5 N,则木块B所受摩擦力沿斜面向上,大小为1 N
解析 对木块A进行受力分析,沿斜面方向有重力沿斜面向下的分力,大小为mAgsin θ=1 N,弹簧处于伸长状态,对木块A的弹力沿斜面向上,大小为kx=1 N,故木块A所受摩擦力为0,A、B错误;对木块B进行受力分析,沿斜面方向有重力沿斜面向下的分力,大小为mBgsin θ=1.5 N,弹簧处于伸长状态,弹力沿斜面向下,大小为kx=1 N,拉力沿斜面向上为1.5 N,故木块B所受摩擦力沿斜面向上,大小为1 N,C错误,D正确。
10.(2024山东滨州联考)如图甲所示,建筑装修中工人常用上料机把一些装修材料从楼下运送到楼上,为了避免建材与墙壁或窗户发生碰撞,一质量为m=75 kg的工人在楼底地面上用一根绳子拉着一批质量为m0=30 kg的装修材料。在某一时刻,装修材料离地后静止于某位置,此时工人恰好与地面间不打滑,OA绳与竖直方向夹角α=30°,OB绳与竖直方向夹角β=60°,情境简图如图乙所示。不计绳子重力,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g取10 m/s2, =1.732。(计算结果均保留三位有效数字)求:
(1)OA、OB绳上的拉力FOA、FOB大小;(2)工人的鞋子与地面间的动摩擦因数。
解析 (1)选取建材悬挂处的结点为研究对象,受力分析如图所示,由平衡条件可知水平方向FOAsin α=FOBsin β竖直方向FT+FOBcs β=FOAcs α又FT=m0g联立两式并代入数据得FOA=520 N,FOB=300 N。
(2)选取工人为研究对象,受力分析如图所示,由平衡条件可知水平方向FOBsin β=μFN竖直方向FN+FOBcs β=mg联立两式并代入数据得μ=0.433。答案 (1)520 N　 300 N(2)0.433
11.如图所示,可视为质点的质量m=2.2 kg的物块放在质量m0=4.4 kg、足够长的长木板上,长木板放置在水平地面上。物块通过轻质弹簧连接水平天花板,当弹簧与水平方向的夹角为37°且弹簧长度l1=20 cm时,对长木板施加水平向左的拉力F=20 N,长木板恰好做匀速直线运动,物块相对于地面静止。已知弹簧的劲度系数k=100 N/m、原长l0=10 cm,弹簧始终处于弹性限度内,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度大小g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cs 37°=0.8,求:
(1)物块与长木板间的动摩擦因数μ1;(2)长木板与水平地面间的动摩擦因数μ2。
解析 (1)物块受力分析如图所示
由于长木板恰好做匀速直线运动,物块相对于地面静止。所以Ff=F弹cs 37°又Ff=μ1FN=μ1(mg-F弹sin 37°),F弹=kx=k(l1-l0),解得μ1=0.5。