2024_2025学年高中物理课时练习24共点力平衡条件的应用含解析教科版必修1.docVIP

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共点力平衡条件的应用

【基础全面练】(25分钟·60分)

一、选择题(本题共6小题，每题5分，共30分)

1．如图所示，铁质的棋盘竖直固定，每个棋子都是一个小磁铁，能吸在棋盘上保持静止，不计棋子间的相互作用力，下列说法正确的是()

A．小棋子共受三个力作用

B．棋子对棋盘的压力大小等于重力

C．磁性越强的棋子所受的摩擦力越大

D．棋子质量不同时，所受的摩擦力不同

【解析】选D。小棋子受到重力G、棋盘面的吸引力F、弹力FN和静摩擦力Ff，共四个力作用，如图所示

重力竖直向下，摩擦力竖直向上，且重力和摩擦力是一对平衡力；支持力和吸引力为一对平衡力；棋子受到的棋盘对它向上的摩擦力和它的重力大小相等，即棋子受棋盘的摩擦力与棋子的重力是一对平衡力，故选项D正确。

2.(2024·眉山高一检测)如图所示，两段等长细线分别连接着两个质量相等的小球a、b，悬挂于O点。现在两个小球上分别加上水平方向的外力，其中作用在b球上的力大小为F、作用在a球上的力大小为2F，则此装置平衡时的位置可能是下列哪幅图()

【解析】选B。设每个球的质量都为m，Oa与ab和竖直方向的夹角分别为α、β。以两个小球组成的整体为探讨对象，分析受力状况，如图1，

依据平衡条件可知，Oa细线的方向不行能沿竖直方向，否则整体的合力不为零，不能保持平衡。由平衡条件得：tanα＝eq\f(F,2mg)，以b球为探讨对象，分析受力状况，如图2，由平衡条件得：tanβ＝eq\f(F,mg)，则α＜β，故B正确。

3．一氢气球下系一小重物G，重物只在重力和绳的拉力F作用下做匀速直线运动，不计空气阻力和风力的影响，而重物匀速运动的方向如图中箭头所示的虚线方向，则图中气球和重物G在运动中所处的位置正确的是()

【解析】选A。重物只在重力和绳子的拉力F作用下做匀速直线运动，那么这两个力的合力为0，即绳子的拉力方向是竖直向上的，A正确。

【加固训练】

起重机提吊货物时，货物所受重力G和拉力T之间的关系是()

A．货物匀速上升时，TG

B．货物匀速下降时，TG

C．只有当货物静止时，T＝G

D．不论货物匀速上升、匀速下降还是静止时，都有T＝G

【解析】选D。本题要留意的是物体的平衡状态是指物体保持静止或匀速直线运动状态，与物体运动方向无关。因此，无论货物匀速上升、匀速下降或静止时，物体所受重力和拉力都是平衡力，总是大小相等的。所以答案选D。

4．如图所示，质量为10kg的物体受到与水平方向成θ＝37°、大小为50N的拉力F作用向右做匀速直线运动，g取10m/s2，则()

A．地面对物体的支持力为100N

B．地面对物体的摩擦力为40N

C．地面与物体间的动摩擦因数为0.4

D．F与物体和地面间摩擦力f的合力方向竖直向下

【解析】选B。拉力的竖直分力F1＝Fsin37°＝30N，水平分力F2＝Fcos37°＝40N；依据平衡条件，竖直方向，有：N＋Fsin37°＝G，水平方向：Fcos37°＝f，其中：f＝μN，联立解得：N＝70N，f＝40N，μ＝eq\f(4,7)，故A、C错误，B正确；F2与物体和地面间摩擦力f的合力为零，故F与物体和地面间摩擦力f的合力方向与F1方向相同，竖直向上，故D错误；故选B。

5．(2024·洛阳高一检测)一重物用轻绳AB悬挂于天花板上，用力F拉住套在轻绳上的光滑小圆环O(圆环质量忽视不计)，系统在图示位置处于静止状态，此时轻绳OA与竖直方向的夹角为α，力F与竖直方向的夹角为β。当缓慢拉动圆环使α(0°α90°)增大时()

A．F变大，β变小

B．F变大，β变大

C．F变小，β变大

D．F变小，β变小

【解析】选A。用力F拉住套在轻绳上的光滑小圆环O，OA段轻绳中拉力与OB段中轻绳中拉力相等，都等于重物B的重力。OA段轻绳中拉力与OB段中轻绳中拉力的合力方向沿两段轻绳夹角的平分线。当缓慢拉动圆环使α(0°α90°)增大时，OA段轻绳与OB段轻绳的夹角减小，两段轻绳中拉力的合力增大，由平衡条件可知，F变大，β变小，选项A正确。

6．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。以木板与墙连接点为轴，将木板从图示位置起先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

【解析】选B。方法一：解析法

对球进行受力分析，如图甲所示，小球受重力G、墙面对球的压力FN1、木板对小球的支持力FN2′而处于平衡状态。则有tanθ＝eq\f(G′,FN1)＝eq\