PAGEPAGE9課時(shí)素養(yǎng)評(píng)價(jià)十四共點(diǎn)力的平衡(25分鐘60分)一、選擇題(本題共6小題,每題5分,共30分)1.物體受到共點(diǎn)力的作用,下列說(shuō)法中正確的是 ()A.速度在某一時(shí)刻等于0的物體肯定處于平衡狀態(tài)B.相對(duì)于另一物體保持靜止的物體肯定處于平衡狀態(tài)C.物體所受合力為0時(shí),肯定處于平衡狀態(tài)D.物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí),肯定處于平衡狀態(tài)【解析】選C。處于平衡狀態(tài)的物體,在運(yùn)動(dòng)形式上是處于靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài),從受力上來(lái)看,物體所受合力為零,C正確;某一時(shí)刻速度為零的物體,受力不肯定為零,故不肯定處于平衡狀態(tài),A錯(cuò)誤;某物體相對(duì)于另一物體靜止時(shí),該物體不肯定靜止,如當(dāng)另一物體做變速運(yùn)動(dòng)時(shí),該物體也做變速運(yùn)動(dòng),此物體不處于平衡狀態(tài),故B錯(cuò)誤;物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng),所受合力不為零,故不處于平衡狀態(tài),D錯(cuò)誤。2.用三根輕繩將質(zhì)量為m的物塊懸掛在空中,如圖所示。已知ac和bc與豎直方向的夾角分別為30°和60°,則ac繩和bc繩中的拉力分別為()A.32mg,12mg B.12C.34mg,12mg D.12【解析】選A。結(jié)點(diǎn)c受到繩子向下的拉力F大小等于物塊的重力mg,它產(chǎn)生兩個(gè)作用效果:拉緊ac繩和bc繩,將力F沿ac繩和bc繩方向分解,如圖所示,由圖中的幾何關(guān)系可得F1=Fcos30°=32mg,F2=Fsin30°=12mg。則有ac繩中的拉力Fac=F1=32mg,bc繩中的拉力Fbc=F23.如圖,電燈懸掛于兩墻之間,更換水平繩OA使A點(diǎn)向上移動(dòng)而保持O點(diǎn)的位置不變,則A點(diǎn)向上移動(dòng)時(shí) ()A.繩OA的拉力漸漸增大B.繩OA的拉力漸漸減小C.繩OA的拉力先增大后減小D.繩OA的拉力先減小后增大【解析】選D。對(duì)O點(diǎn)受力分析,如圖通過(guò)作圖可以看出,繩OA的拉力先變小后變大,故A、B、C錯(cuò)誤,D正確。4.某物體受四個(gè)力的作用而處于靜止?fàn)顟B(tài),保持其他三個(gè)力的大小和方向均不變,使另一個(gè)大小為F的力的方向轉(zhuǎn)過(guò)90°,則欲使物體仍保持靜止?fàn)顟B(tài),必需再加上一個(gè)力,大小為 ()A.F B.2FC.2F D.3F【解析】選B。物體受四個(gè)力作用而處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí),F與其余三個(gè)力的合力等大、反向,設(shè)為F′,當(dāng)F轉(zhuǎn)過(guò)90°時(shí),F′與F夾角為90°,又F′=F,兩力的合力F合=2F,故需加一個(gè)與F合方向相反、大小為2F的力,選項(xiàng)B正確。5.如圖所示,光滑半球形容器固定在水平面上,O為球心。一質(zhì)量為m的小滑塊,在水平力F的作用下靜止于P點(diǎn)。設(shè)滑塊所受支持力為FN,OP與水平方向的夾角為θ,下列關(guān)系正確的是 ()A.F=mgtanθC.FN=mgtanθ D.F【解析】選A。方法一:合成法?；瑝K受力如圖所示,由平衡條件知:F=mgtanFN=mgsin方法二:正交分解法。將小滑塊受的力沿水平、豎直方向分解,如圖所示。mg=FNsinθF=FNcosθ聯(lián)立解得:F=mgtanθ,FN=6.將重為6mg的勻稱長(zhǎng)方體切成相等的A、B兩部分,切面與邊面夾角為60°,如圖所示疊放并置于水平地面上,現(xiàn)用彈簧秤豎直向上拉物塊A的上端,彈簧秤示數(shù)為mg,整個(gè)裝置保持靜止,則 ()A.A、B之間的靜摩擦力大小為mgB.A對(duì)B的壓力大小為2mgC.物塊對(duì)地面的壓力大于5mgD.地面與物塊間存在靜摩擦力【解析】選A。對(duì)A受力分析,受到重力、彈簧的拉力、B對(duì)A的支持力以及B對(duì)A的靜摩擦力,B視為傾角為30°的斜面,依據(jù)平衡條件得,B對(duì)A的支持力為:FN=(3mg-mg)cos30°,A、B間靜摩擦力為:f=(3mg-mg)sin30°,解得:FN=3mg,f=mg,由牛頓第三定律知,A對(duì)B的壓力大小為3mg,故A正確,B錯(cuò)誤;對(duì)A、B整體受力分析,豎直方向受力平衡,則有:F′N(xiāo)+F=6mg,解得:F′N(xiāo)=5mg,則物塊對(duì)地面的壓力等于5mg,故C錯(cuò)誤;對(duì)A、B整體受力分析,水平方向不受地面的摩擦力,否則不能平衡,故D錯(cuò)誤。二、計(jì)算題(本題共2小題,共30分。要有必要的文字說(shuō)明和解題步驟,有數(shù)值計(jì)算的要標(biāo)明單位)7.(14分)如圖所示,一質(zhì)量為1kg、橫截面為直角三角形的物塊ABC,∠ABC=30°,物塊BC邊緊靠光滑豎直墻面,用一推力垂直作用在AB邊上使物塊處于靜止?fàn)顟B(tài),則推力F多大?物塊受墻的彈力多大?(g=10【解析】物塊受重力G、推力F和墻的彈力FN作用,如圖所示,由平衡條件知,F和FN的合力與重力等大反向。故有F=Gsin30°=FN=Gtan60°=1×10×3N=103N。答案:20N103N8.(16分)電梯修理員或牽引專家經(jīng)常須要監(jiān)測(cè)金屬繩中的張力FT,但不能到繩的自由端去干脆測(cè)量,某公司制造出一種能測(cè)量繩中張力的夾在繩上的儀器(圖中B、C為該夾子的橫截面)。測(cè)量時(shí),只要如圖示那樣用一硬桿豎直向上作用在繩上的某點(diǎn)A,使繩產(chǎn)生一個(gè)微小偏移量a,借助儀表很簡(jiǎn)單測(cè)出這時(shí)繩對(duì)硬桿的壓力F?，F(xiàn)測(cè)得該微小偏移量為a=12mm,BC間的距離為2L=250mm,繩對(duì)硬桿的壓力為F=300【解析】對(duì)A點(diǎn)受力分析,如圖所示,由平衡條件得:F=2FTsinα當(dāng)α很小時(shí),sinα≈tanα由幾何關(guān)系得:tanα=aL解得:FT=FL2代入數(shù)據(jù)解得FT≈1.6×103N。答案:1.6×103N(15分鐘40分)9.(6分)如圖所示,用一根細(xì)繩連接矩形相框的兩個(gè)頂角b、c,將其掛在豎直墻的釘子a上,a到b、c兩點(diǎn)的距離相等,b、c間的距離為s,相框重為G,細(xì)繩能承受的最大拉力為G,不計(jì)一切摩擦,則繩的長(zhǎng)度不能小于 ()A.33s B.2C.3s D.23s【解析】選B。矩形相框受力如圖:設(shè)細(xì)線與水平方向的夾角為α,依據(jù)平衡條件,豎直方向,有:2Tsinα=G,設(shè)細(xì)線長(zhǎng)度為L(zhǎng),結(jié)合幾何關(guān)系,有:sinα=L22-10.(6分)(多選)如圖,氫氣球受風(fēng)力作用而使拉住它的細(xì)繩與地面的夾角為θ,在細(xì)繩被剪斷的瞬間,氣球所受外力的合力為(氫氣球的重力忽視不計(jì))()A.與原來(lái)繩子的拉力大小相等,方向相反B.沿風(fēng)力方向,大小等于風(fēng)力C.沿豎直方向向上,大小等于氣球所受的浮力D.與原來(lái)繩子的拉力方向相反,大小等于風(fēng)力與浮力的合力【解析】選A、D。氫氣球受到三個(gè)力的作用:豎直向上的浮力、風(fēng)力、沿著繩子方向的拉力,三個(gè)力的合力為零,故風(fēng)力和浮力的合力與繩子的拉力等大反向;當(dāng)把繩子剪斷后,氫氣球受到的風(fēng)力和浮力和沒(méi)剪斷繩子之前相等,所以兩者的合力沿著繩子的反方向,故A、D正確,B、C錯(cuò)誤。11.(6分)吊墜是日常生活中極為常見(jiàn)的飾品,深受人們寵愛(ài)?，F(xiàn)將一“心形”金屬吊墜穿在一根細(xì)線上,吊墜可沿細(xì)線自由滑動(dòng)。在佩戴過(guò)程中,某人手持細(xì)線兩端,讓吊墜靜止在空中,如圖所示,現(xiàn)讓兩手水平向外緩慢移動(dòng),不計(jì)吊墜與細(xì)線間的摩擦,則在此過(guò)程中,細(xì)線中張力大小改變狀況為 ()A.保持不變 B.漸漸減小C.漸漸增大 D.先減小后增大【解析】選C。以吊墜為探討對(duì)象,分析受力狀況如圖所示:因繩子兩端的張力始終相等,依據(jù)平衡條件得:2Fcosθ=mg,解得:F=mg2cosθ,現(xiàn)讓兩手水平向外緩慢移動(dòng),12.(22分)一物體置于粗糙的斜面上,給該物體施加一個(gè)平行于斜面的力,當(dāng)此力為100N且沿斜面對(duì)上時(shí),物體恰能沿斜面對(duì)上勻速運(yùn)動(dòng);當(dāng)此力為20N且沿斜面對(duì)下時(shí),物體恰能在斜面上向下勻速運(yùn)動(dòng),求施加此力前物體在斜面上受到的摩擦力大小。 【解析】物體沿斜面對(duì)上運(yùn)動(dòng)時(shí)受力分析如圖甲所示。由共點(diǎn)力的平衡條件得x軸:F1-Ff1-mgsinα=0,y軸:mgcosα-FN1=0又Ff1=μFN1物體沿斜面對(duì)下運(yùn)動(dòng)時(shí)受力分析如圖乙所示。由共點(diǎn)力的平衡條件得x軸