2024_2025学年高中物理课时练习23共点力作用下物体的平衡含解析教科版必修1.docVIP

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共点力作用下物体的平衡

【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，某同学用与水平方向成θ角的轻绳拉木箱，沿水平面做匀速直线运动，此时绳中拉力为F，则木箱所受合力大小为()

A．0B．FC．FcosθD．Fsinθ

【解析】选A。依据题意可知，木箱沿水平面做匀速直线运动，受力平衡，合外力为零，故A正确。

2．如图，某同学在建筑工地上视察沙子积累时，发觉沙子会自然积累成圆锥体，且在不断积累过程中，材料相同的沙子自然积累成的圆锥体的最大底角都是相同的。该同学测出这堆沙子的底部周长为10πm，了解到沙子的总体积约为

25πm3，若沙子间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则沙子间的动摩擦因数约为()

A.0.3B．0.4C．0.5D．0.6

【解析】选D。圆锥体的底部圆半径为r＝eq\f(l,2π)＝eq\f(10π,2π)m＝5m，

圆锥体的高为h＝eq\f(3V,S)＝eq\f(3V,πr2)＝eq\f(3×25π,π×52)m＝3m

锥体的底角的正切：tanθ＝eq\f(h,r)＝0.6

对锥面上的一粒沙粒分析，沙粒刚好静止，所以有：μmgcosθ＝mgsinθ

解得：μ＝0.6，故D正确。

3．如图所示为探讨物块与木板之间摩擦力大小的试验装置。将一物块和木板叠放于水平桌面上，轻质弹簧测力计一端固定，另一端用细线与物块水平相连。现在用绳索与木板连接，用手向右水平拉绳索，使木板在桌面上滑动。弹簧测力计示数稳定后，下列说法正确的是()

A．物块与木板之间的摩擦力是静摩擦力

B．只有木板匀速运动时测力计示数才不变

C．测力计的示数肯定等于物块所受摩擦力的大小

D．测力计的示数肯定等于手对绳索拉力的大小

【解析】选C。对物块受力分析，受力有：重力、支持力、滑动摩擦力和弹簧的拉力4个力，物块处于平衡状态，由于发生相对运动，所以物块与木板之间的摩擦力是滑动摩擦力，本试验中，木板不论处于什么运动，物块总处于平衡状态，则弹簧的弹力总等于物块的滑动摩擦力，即T弹＝μm物块g保持不变，故C正确，A、B、D错误。

【加固训练】

如图所示，用一根细绳连接矩形相框的两个顶角b、c，将其挂在竖直墙的钉子a上，a到b、c两点的距离相等，b、c间的距离为s，相框重为G，细绳能承受的最大拉力为G，不计一切摩擦，则绳的长度不能小于()

A．eq\f(\r(3),3)sB．eq\f(2\r(3),3)sC．eq\r(3)sD．2eq\r(3)s

【解析】选B。矩形相框受力如图：

设细线与水平方向的夹角为α，依据平衡条件，竖直方向，有：2Tsinα＝G，设细线长度为L，结合几何关系，有：sinα＝eq\f(\r(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(L,2)))\s\up12(2)－\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(s,2)))\s\up12(2)),\f(L,2))，联立解得：L＝eq\f(2\r(3),3)s，故A、C、D错误，B正确。

4．(2024·渭南高一检测)如图所示，内壁及碗口光滑的半球形碗固定在水平面上，碗口保持水平。A球、C球与B球分别用两根轻质细线连接，当系统保持静止时，B球对碗壁刚好无压力，图中θ＝30°，则A球、C球的质量之比为()

A．1∶2B．2∶1

C．1∶eq\r(3) D．eq\r(3)∶1

【解析】选C。设A球、C球的质量分别mA、mC。由几何学问可知，两细线相互垂直。由A、C两球平衡得T1＝mAg，T2＝mCg。以B球为探讨对象，分析受力状况：受重力G、两细线的拉力T1、T2。由平衡条件得T1＝T2tanθ得eq\f(T1,T2)＝tanθ＝eq\f(1,\r(3))，则得eq\f(mA,mC)＝eq\f(T1,T2)＝eq\f(1,\r(3))。

5．如图所示，物体A、B放在物体C上，水平力F水平向左作用于A上，使A、B、C一起在水平地面上向左做匀速直线运动，则()

A．物体A受到三个力作用

B．物体C受到六个力作用

C．物体C受到三个摩擦力的作用

D．C对B有向左的摩擦力

【解析】选B。以A为探讨对象，A受重力、C对A的支持力和水平力F，因为所受合外力为0，故C对A有向右的摩擦力，A受四个力的作用，故A错误。以C为探讨对象，C受重力、地面对C的支持力、A对C的压力和B对C的压力，依据牛顿第三定律知，A对C有向左的摩擦力，以ABC整体为探讨对象，在