第4章 第3节　共点力的平衡（课件+学案+课后作业）

第3节　共点力的平衡 课时作业 1.无风天气直升机用轻绳吊起大质量的货物水平向右匀速飞行,在不考虑空气阻力的理想状态下,下列图示形态最接近该状态的是(　　) A B C D 【答案】 C 【解析】 无风天气直升机用轻绳吊起大质量的货物水平向右匀速飞行,则货物处于平衡状态,受到的重力和拉力应该等大反向。 2.如图所示,某幼儿园要在空地上做一个滑梯。幼儿园选择的滑板和儿童裤料之间的动摩擦因数为0.4,为使儿童在滑梯游戏时能在滑板上匀速下滑,滑梯的高度和水平跨度可以设计为(　　) A.3 m,3 m B.3 m,4.8 m C.2.4 m,6 m D.2.4 m,9.6 m 【答案】 C 【解析】 要使小孩能从滑梯上匀速滑下,需满足mgsin θ=μmgcos θ,即μ=tan θ=,高度为h,滑梯的水平跨度为x,则h=0.4x,故选C。 3.如图所示,某创新实验小组制作了一个半径为12 cm的圆环,将3个相同的轻弹簧一端等间距地连接在圆环上的A、B、C三点,另外一端连接于同一点,结点恰好在圆心O处。将圆环水平放置,在结点O处悬挂一苹果,缓慢释放直至平衡时测得结点下降了5 cm。已知轻弹簧的自然长度为9 cm,苹果的重力为3.6 N,则弹簧的劲度系数为(　　) A.39 N/m B.78 N/m C.117 N/m D.234 N/m 【答案】 B 【解析】 如图所示,由几何关系可知平衡时每根弹簧的长度均为x= cm=13 cm,每根弹簧的伸长量均为Δx=13 cm-9 cm=4 cm,根据竖直方向受力平衡可得G=3kΔxcos θ,由数学知识可得cos θ=,联立解得劲度系数为k=78 N/m,故选B。 4.如图所示,水平直杆OP右端固定于竖直墙上的O点,长为L=2 m的轻绳一端固定于直杆P点,另一端固定于墙上O点正下方的Q点,OP长为d=1.2 m,重为16 N的钩码由光滑挂钩挂在轻绳上处于静止状态,则轻绳的弹力大小为(　　) A.10 N B.12 N C.16 N D.20 N 【答案】 A 【解析】 设挂钩所在位置为N点,延长PN交墙于M点,如图所示,同一条绳子拉力相等,根据对称性可知两边的绳子与竖直方向的夹角相等,根据几何关系可知NM=NQ,即PM等于绳长,有几何关系sin α===,根据平衡条件有2Tcos α=mg,解得T=10 N,故A正确。 5.(双选)如图所示,一根长为L的细绳一端固定在O点,另一端悬挂质量为m=1.0 kg的小球A,为使细绳与竖直方向夹角为θ=30°且绷紧,小球A在该位置处于静止状态,则对小球施加的力F可能为(g取10 N/kg)(　　) A.1 N B.3 N C.5 N D.10 N 【答案】 CD 【解析】 对A进行分析,作出受力动态三角形,如图所示,可知,力F的最小值为Fmin=mgsin θ= 5 N,则对小球施加的力F可能为5 N、10 N。故C、D正确。 6.一名同学要通过“悬索独木桥”。如图所示,将独木桥简化为由一段水平的质量分布均匀的直木板以及四根悬索构成,且知每根悬索与竖直方向的夹角均为α=16°,他和木板的总质量为 m=48 kg,重力加速度g取10 m/s2,取cos 16°=0.96,悬索重力不计。当该同学沿木桥缓缓前行至独木桥中间位置时,每根悬索所承受拉力的大小为(　　) A.120 N B.125 N C.130 N D.135 N 【答案】 B 【解析】 对悬索整体受力分析,每根悬索与竖直方向的夹角均为α=16°,当该同学沿独木桥缓缓前行至木桥中间位置时,设每根悬索所承受拉力的大小为T,根据受力平衡有4Tcos 16°=mg,代入数据解得T=125 N,所以A、C、D错误,B正确。 7.长木板顶端放有一个木块,当倾角θ较小时,木块静止,现均匀增大倾角θ,直到木块滑到长木板底端,则(　　) A.木块未滑动时,所受的摩擦力减小,支持力减小 B.木块未滑动时,所受的摩擦力增大,支持力增大 C.木块开始滑动之后,所受的摩擦力减小,支持力减小 D.木块开始滑动之后,所受的摩擦力增大,支持力增大 【答案】 C 【解析】 木块未滑动时,静摩擦力大小和支持力大小分别为f=mgsin θ,N=mgcos θ,当增大倾角θ时,摩擦力增大,支持力减小,故A、B错误;木块开始滑动之后,滑动摩擦力大小为f ′=μmgcos θ,支持力大小为N=mgcos θ ... ...