高中物理专题练习-平衡条件的基本应用

平衡条件的基本应用一、同一直线上的平衡问题例1.如图12所示，A物体的质量为2 kg，B物体的质量为5 kg，它们之间通过细绳、滑轮和弹簧秤相连接，不计弹簧秤的质量及绳和滑轮之间的摩擦，当弹簧秤的读数为15 N时，求：(取g＝10 m/s2)(1)物体A对桌面的压力大小；(2)地面对物体B的支持力大小．二、互成角度的三力平衡例2.如下图所示，A、B两球完全相同，质量为m，用两根等长的细线悬挂在O 点，两球之间夹着一根劲度系数为k的轻弹簧，静止不动时，弹簧位于水平方向，两根细线之间的夹角为θ，则弹簧的长度被压缩了()A ．B ．C ．D ．例3.某同学设计了一个验证平行四边形定则的实验，装置如下图所示．系着小物体m1、m2的细线绕过光滑小滑轮与系着小物体m3的细线连接在O点，当系统达到平衡时绕过滑轮的两细线与竖直方向夹角分别为37°和53°，则三个小物体的质量之比m1∶m2∶m3为(sin 37°＝0.6，sin 53°＝0.8)()A． 3∶4∶5 B． 4∶3∶5 C． 4∶5∶3 D． 3∶5∶4三、多力平衡问题（正交分解法）例4.如图所示，质量分别为m、M的两个物体系在一根通过定滑轮(质量忽略不计)的轻绳两端，M放在水平地板上，m被悬挂在空中，若将M沿水平地板向右缓慢移动少许后M仍静止，则()A．绳的张力变大 B．M对地面的压力变大C．M所受的静摩擦力变大 D．悬挂滑轮的绳的张力变大例5. 如下图所示，A、B两物体叠放在水平地面上，已知A、B的质量分别为mA＝10 kg，mB＝20 kg，A与B之间、B与地面之间的动摩擦因数均为μ＝0.5.一轻绳一端系住物体A，另一端系于墙上，绳与竖直方向的夹角为37°，今欲用外力将物体B匀速向右拉出，求所加水平力F的大小．(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，取g＝10 m/s2)例6．(多选)如图所示，一个足球用网兜悬挂于O点，A点为网兜上对称分布的网绳的结点，OA为一段竖直绳，设网绳的长短和足球重力不变，若足球越大，则()A．网绳的拉力越大 B．网绳的拉力越小C．网绳的拉力不变 D．竖直绳OA的拉力不变同步练习：1.(多选)如图所示，一个教学用的直角三角板的边长分别为a、b、c，被沿两直角边的细绳A、B悬吊在天花板上，且斜边c恰好平行天花板，过直角的竖直线为MN.设A、B两绳对三角形薄板的拉力分别为Fa和Fb，已知Fa和Fb及薄板的重力为在同一平面的共点力，则下列判断正确的是()A．薄板的重心在MN线上 B．薄板的重心在MN右侧C ．＝D ．＝2.如图所示，圆弧形货架摆着四个完全相同的光滑小球，O为圆心．则对圆弧面的压力最小的是()A．a球 B．b球 C．c球 D．d球3.如图所示，三根轻质绳子OA、OB与OC将一质量为10 kg的重物悬挂空中而处于静止状态，其中OB与天花板夹角为30°，OA与天花板夹角为60°，要求画出结点O的受力分析图，标出对应的力及角度．(g取10 m/s2)(1)求绳子OA、OB对应的拉力大小FA、FB；(2)若保持O、B点位置不变，改变OA绳长度，将A点移动到D点，使得OD ＝OB，求此时绳子OD对应的拉力大小FD.4.如下图所示，与水平面夹角为30°的固定斜面上有一质量m＝1.0 kg的物体．细绳的一端通过摩擦不计的定滑轮与固定的弹簧测力计相连．物体静止在斜面上，弹簧测力计的示数为6 N．取g＝10 m/s2，求物体受到的摩擦力和支持力．5.质量为m＝0.8 kg的砝码悬挂在轻绳PA和PB的结点上并处于静止状态，PA与竖直方向的夹角37°，PB沿水平方向，质量为M＝10 kg的木块与PB相连，静止于倾角为37°的斜面上，如图所示．(取g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6)求：(1)轻绳PB拉力的大小；(2)木块所受斜面的摩擦力和弹力大小．6.重150 N的光滑球A悬空靠在墙和木板B之间，木板B的重力为1 500 N，且静止在水平地板上，如图所示，求：(1)墙和木块B所受压力各为多少？(2)水平地板所受的压力和木块B所受的摩擦力各为多少？7.如下图所示，质量为mB＝14 kg的木板B放在水平地面上，质量为mA＝10 kg的木箱A放在木板B上．一根轻绳一端拴在木箱上，另一端拴在地面的木桩上，绳绷紧时与水平面的夹角为θ＝37°.已知木箱A与木板B之间的动摩擦因数μ1＝0.5，木板B与地面之间的动摩擦因数μ2＝0.4.重力加速度g取10 m/s2.现用水平力F将木板B从木箱A下面匀速抽出，试求：(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)(1)绳上张力F T的大小；(2)拉力F的大小．平衡条件的基本应用一、同一直线上的平衡问题例1.如图12所示，A物体的质量为2 kg，B物体的质量为5 kg，它们之间通过细绳、滑轮和弹簧秤相连接，不计弹簧秤的质量及绳和滑轮之间的摩擦，当弹簧秤的读数为15 N时，求：(取g＝10 m/s2)(1)物体A对桌面的压力大小；(2)地面对物体B的支持力大小．【答案】(1)5 N(2)35 N二、互成角度的三力平衡例2.如下图所示，A、B两球完全相同，质量为m，用两根等长的细线悬挂在O 点，两球之间夹着一根劲度系数为k的轻弹簧，静止不动时，弹簧位于水平方向，两根细线之间的夹角为θ，则弹簧的长度被压缩了()A ．B ．C ．D ．【答案】C例3.某同学设计了一个验证平行四边形定则的实验，装置如下图所示．系着小物体m1、m2的细线绕过光滑小滑轮与系着小物体m3的细线连接在O点，当系统达到平衡时绕过滑轮的两细线与竖直方向夹角分别为37°和53°，则三个小物体的质量之比m1∶m2∶m3为(sin 37°＝0.6，sin 53°＝0.8)()A． 3∶4∶5 B． 4∶3∶5 C． 4∶5∶3 D． 3∶5∶4【答案】B三、多力平衡问题（正交分解法）例4.如图所示，质量分别为m、M的两个物体系在一根通过定滑轮(质量忽略不计)的轻绳两端，M放在水平地板上，m被悬挂在空中，若将M沿水平地板向右缓慢移动少许后M仍静止，则()A．绳的张力变大 B．M对地面的压力变大C．M所受的静摩擦力变大 D．悬挂滑轮的绳的张力变大【答案】D例5. 如下图所示，A、B两物体叠放在水平地面上，已知A、B的质量分别为mA＝10 kg，mB＝20 kg，A与B之间、B与地面之间的动摩擦因数均为μ＝0.5.一轻绳一端系住物体A，另一端系于墙上，绳与竖直方向的夹角为37°，今欲用外力将物体B匀速向右拉出，求所加水平力F的大小．(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，取g＝10 m/s2)【答案】160 N例6．(多选)如图所示，一个足球用网兜悬挂于O点，A点为网兜上对称分布的网绳的结点，OA为一段竖直绳，设网绳的长短和足球重力不变，若足球越大，则()A．网绳的拉力越大 B．网绳的拉力越小C．网绳的拉力不变 D．竖直绳OA的拉力不变【答案】AD同步练习：1.(多选)如图所示，一个教学用的直角三角板的边长分别为a、b、c，被沿两直角边的细绳A、B悬吊在天花板上，且斜边c恰好平行天花板，过直角的竖直线为MN.设A、B两绳对三角形薄板的拉力分别为Fa和Fb，已知Fa和Fb及薄板的重力为在同一平面的共点力，则下列判断正确的是()A．薄板的重心在MN线上 B．薄板的重心在MN右侧C ．＝D ．＝【答案】AC2.如图所示，圆弧形货架摆着四个完全相同的光滑小球，O为圆心．则对圆弧面的压力最小的是()A．a球 B．b球 C．c球 D．d球【答案】A3.如图所示，三根轻质绳子OA、OB与OC将一质量为10 kg的重物悬挂空中而处于静止状态，其中OB与天花板夹角为30°，OA与天花板夹角为60°，要求画出结点O的受力分析图，标出对应的力及角度．(g取10 m/s2)(1)求绳子OA、OB对应的拉力大小FA、FB；(2)若保持O、B点位置不变，改变OA绳长度，将A点移动到D点，使得OD＝OB，求此时绳子OD对应的拉力大小FD.【答案】(1)50N50 N(2)100 N4.如下图所示，与水平面夹角为30°的固定斜面上有一质量m＝1.0 kg的物体．细绳的一端通过摩擦不计的定滑轮与固定的弹簧测力计相连．物体静止在斜面上，弹簧测力计的示数为6 N．取g＝10 m/s2，求物体受到的摩擦力和支持力．【答案】1 N，方向沿斜面向下5N，方向垂直于斜面向上5.质量为m＝0.8 kg的砝码悬挂在轻绳PA和PB的结点上并处于静止状态，PA 与竖直方向的夹角37°，PB沿水平方向，质量为M＝10 kg的木块与PB相连，静止于倾角为37°的斜面上，如图所示．(取g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6)求：(1)轻绳PB拉力的大小；(2)木块所受斜面的摩擦力和弹力大小．【答案】(1)6 N(2)64.8 N76.4 N6.重150 N的光滑球A悬空靠在墙和木板B之间，木板B的重力为1 500 N，且静止在水平地板上，如图所示，求：(1)墙和木块B所受压力各为多少？(2)水平地板所受的压力和木块B所受的摩擦力各为多少？【答案】(1)150N300 N(2)1 650 N7.如下图所示，质量为mB＝14 kg的木板B放在水平地面上，质量为mA＝10 kg 的木箱A放在木板B上．一根轻绳一端拴在木箱上，另一端拴在地面的木桩上，绳绷紧时与水平面的夹角为θ＝37°.已知木箱A与木板B之间的动摩擦因数μ1＝0.5，木板B与地面之间的动摩擦因数μ2＝0.4.重力加速度g取10 m/s2.现用水平力F将木板B从木箱A下面匀速抽出，试求：(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)(1)绳上张力F T的大小；(2)拉力F的大小．【答案】(1)100 N(2)200 N。