力的平衡经典习题及答案.doc

(完整版)力的平衡经典习题及答案力的平衡经典习题1、如图所示，两个完全相同的光滑球的质量均为m，放在竖直挡板和倾角为的固定斜面间若缓慢转动挡板至与斜面垂直，在此过程中AA、B两球间的弹力不变 BB球对挡板的压力逐渐减小CB球对斜面的压力逐渐增大DA球对斜面的压力逐渐增大2、如图所示，不计滑轮质量与摩擦,重物挂在滑轮下,绳A端固定，将B端绳由B移到C或D（绳长不变）其绳上张力分别为TB，TC，TD，绳与竖直方向夹角分别为B， C， D则 A TBTCTD BCD B TBTCTD BCDC TB=TCTD B=CD D TB=TC=TD B=C=D3、某物体在三个共点力的作用下处于静止状态，则下列符合条件的有A7N、8N、15N B11N、5N、8N C1N、6N、8N D4N、3N、12N4、如图所示，质量为m的小球，与三根相同的轻弹簧相连静止时,相邻两弹簧间的夹角均为120,已知弹簧a、b对小球的作用力大小均为F，则弹簧c对质点的作用力大小可能为AF BF + mg CF -mg Dmg-F5、如图所示，质量为m的质点静止地放在半径为R的半球体上，质点与半球体间的动摩擦因数为，质点与球心的连线与水平地面的夹角为，则下列说法正确的是A地面对半球体的摩擦力为零B质点对半球体的压力大小为mgsinC质点所受摩擦力大小为mgsinD质点所受摩擦力大小为mgcos6、如图所示，一个质量为m=20 kg的物体,放在倾角为=30的斜面上而静止,若用竖直向上的力F=5 N提物体，物体仍静止(g=10 m/s2),则下述正确的是A斜面受的压力减少量等于5 N B斜面受的压力减少量小于5 NC地面受的压力减少量等于5 N D地面受的压力减少量小于5 N7、半圆柱体P放在粗糙的水平地面上，其右端有固定放置的竖直挡板MN，在P和MN之间放有一个光滑均匀的小圆柱体Q，整个装置处于静止状态，右图所示是这个装置的纵截面图. 若用外力使MN保持竖直，缓慢地向右移动，在Q落到地面以前、发现P始终保持静止。 在此过程中,下列说法中不正确的是 AMN对Q的弹力逐渐减小 B地面对P的摩擦力逐渐增大CP、Q间的弹力先减小后增大 DQ所受的合力逐渐增大8、如图所示，两个质量都是的小球、用轻杆连接后斜放在墙上处于平衡状态已知墙面光滑，水平地面粗糙现将球向上移动一小段距离两球再次达到平衡，那么将移动后的平衡状态和原来的平衡状态比较，地面对球的支持力和轻杆上的压力的变化情况是AN不变，F变大 BN不变，变小CN变大，变大 DN变大，变小9、如图所示，A、B两物体通过两个质量不计的光滑滑轮悬挂起来，处于静止状态现将绳子一端从P点缓慢移到Q点，系统仍然平衡，以下说法正确的是 A夹角将变小 B夹角将变大C绳子张力将增大 D物体B位置将变高10、如图所示，A、B两球完全相同,质量均为m，用两根等长的细线悬挂在O点，两球之间连着一根劲度系数为k的轻质弹簧，静止不动时，两根细线之间的夹角为.则弹簧的长度被压缩了 A. B. C D。 11、如图所示,两木块的质量分别为m1和m2,两轻质弹簧的劲度系数分别为k1和k2，上面木块压在上面的弹簧上（但不拴接），整个系统处于平衡状态。现缓慢向上提上面的木块，直到它刚离开上面弹簧.在这过程中下面木块移动的距离为A. B. C. D.12、如图所示，A、B两球用劲度系数为k1的轻弹簧相连,B球用长为L的细线悬于O点，A球固定在O点正下方，且O、A间的距离恰为L，此时绳子所受的拉力为F1，现把A、B间的弹簧换成劲度系数为k2的轻弹簧，仍使系统平衡，此时绳子所受的拉力为F2，则F1与F2的大小关系为 AF1 F2 BF1 F2 CF1 = F2 D因k1、k2大小关系未知，故无法确定13、如图所示,表面粗糙的固定斜面顶端安有滑轮，两物块P、Q用轻绳连接并跨过滑轮（不计滑轮的质量和摩擦），P悬于空中,Q放在斜面上,均处于静止状态。当用水平向左的恒力推Q时,PQ仍静止不动， （ ） AQ受到的摩擦力一定变小 BQ受到的摩擦力一定变大 CQ受到的摩擦力变化不确定 D轻绳上拉力一定不变14、如图1，OP为粗糙的水平杆,OQ为光滑的竖直杆，质量相同的两个小环a、b，通过细线连接套在杆上，a环在A位置时平衡当a环移到位置时也恰好平衡，在A位置水平杆受到的压力为FN1，细线的拉力为F1，在位置水平杆受到的压力为FN2,细线的拉力为F2，则下述结论正确的是（）A，F1=F2 B，C,F1F2D,15、如图所示，一物块受到一个水平力F作用静止于斜面上，此力F的方向与斜面平行，如果将力F撤消，下列对物块的描述正确的是 A木块将沿斜面下滑 B木块受到的摩擦力变大 C木块立即获得加速度 D木块所受的摩擦力方向改变16、在固定于地面的斜面上垂直安放一个挡板，截面为 圆的柱状物体甲放在斜面上,半径与甲相等的光滑圆球乙被夹在甲与挡板之间，没有与斜面接触而处于静止状态，如图所示。现在从球心O1处对甲施加一平行于斜面向下的力F，使甲沿斜面方向极其缓慢地移动，直至甲与挡板接触为止.设乙对挡板的压力F1，甲对斜面的压力为F2，在此过程中( )AF1缓慢增大，F2缓慢增大BF1缓慢增大，F2缓慢减小CF1缓慢减小，F2缓慢增大DF1缓慢减小，F2不变17、如图所示，在一粗糙水平面上有两个质量分别为和的木块a和b,中间用一原长为L、劲度系数为k的轻弹簧连结起来，木块与地面间的动摩擦因数为现用一水平力向右拉木块b,当两木块一起匀速运动时两木块之间的距离是（ ）A。 B。 C. D。 18、如图所示,一物体M放在粗糙的斜面上保持静止,斜面静止在粗糙的水平面上，现用水平力F推物体时，M和斜面仍然保持静止状态,则下列说法正确的是 （ )A斜面体受到地面的支持力增大 B斜面体受到地面的摩檫力一定增大C物体M受到斜面的静摩檫力一定增大 D物体M受到斜面的支持力可能减小三、计算题19、一光滑圆环固定在竖直平面内，环上套着两个小球A和B（中央有孔），A、B间由细绳连接着,它们处于如图中所示位置时恰好都能保持静止状态此情况下，B球与环中心O处于同一水平面上，A、B间的细绳呈伸直状态,与水平线成300夹角已知B球的质量为3kg,求细绳对B球的拉力和A球的质量mA.20、一表面粗糙的斜面，放在光滑的水平地面上，如图4所示，为斜面倾角.斜面固定时，一质量为m的滑块恰好能沿斜面匀速下滑.斜面不固定时，若用一推力F作用于滑块 ，使之沿斜面匀速上滑。为了保持斜面静止不动,必须用一大小为F0=4mgcossin的水平力作用于斜面。求推力F的大小和方向。21、如图所示,质量为M、横截面积为直角三角形的物块ABC，它与竖直墙壁的动摩擦因数为，ABC = a ，AB边靠在竖直墙面上，F是垂直于斜面BC的推力，为使物块保持静止状态的大小应满足什么条件?（最大静摩擦力等于滑动摩擦力）22、质量为m的物体放在倾角为的斜面上，设=45，物体和斜面间的动摩擦因数=0。5，力F1沿斜面向上作用于物体或另一水平方向作用与物体的力F2均能使物体匀速上滑,如图所示，则F1：F2等于多少？23、如图B-10所示，质量为m的物体恰好能在倾角为的斜面上匀速下滑，如果在物体上施加一个力F，使物体沿斜面匀速上滑,为了使力F取最小值，则这个力与斜面的倾角为多少？这个力的最小值是多少?24、如图B9所示，ABCD为一倾角为=30的粗糙斜面，AD边与BC边平行，斜面上有一重为G10N的物体,当对物体作用一个与AD边平行的拉力F 时,物体恰能做匀速直线运动.如果物体和斜面间动摩擦因数=,求拉力F的大小以及力F和物体运动方向之间的夹角。25、质量为10kg的物体放在粗糙的斜面上，当斜面倾角为37时，物体恰好可以匀速下滑，求:（1）物体与斜面间的动摩擦因数(g=10N/kg)（2）保持倾角不变，为使物体可以匀速上滑,需加多大的沿斜面向上方向的推力？（已知：sin37=0。6 cos37=0。8) 26、如图B8所示，绳子一端系于天花板上A点,另一端所系小球置于光滑的半球面上B点，悬点A和球心O在同一竖直线上，已知小球质量为m，绳子长度为L,A到球面的距离为h，球面的半径为R，求小球对绳子的拉力和对球面的压力27、轻绳一端系在质量为m30kg的物体上，另一端系在一个质量为mA2kg套在粗糙竖直杆MN的圆环上。现用水平力F拉住绳子上一点，使物体从如图所示实线位置O缓慢下降到虚线位置O， 530时,圆环恰好要下滑，求杆与环间动摩擦因数（sin37=0。6，cos37=0.8）28、如图所示,质量为m1的物体甲通过三段轻绳悬挂，三段轻绳的结点为O。轻绳OB水平且B端与放置在水平面上的质量为m2的物体乙相连，轻绳OA与竖直方向的夹角 37，物体甲、乙均处于静止状态.(取g=10m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）求：（1)轻绳OA、OB受到的拉力是多大？(2） 乙受到的摩擦力是多大?方向如何?(3)若物体乙的质量m2=4kg，物体乙与水平面之间的动摩擦因数为=0.3，则欲使物体乙在水平面上不滑动,物体甲的质量m1最大不能超过多少？ 1、AB2、C3、AB4、BD5、ABD6、BC7、ACD8、B9、D10、C11、C 12、C13、CD 14、B 15、D16、D A解析:对于木块1,水平方向受向左的滑动摩擦力17、，向右的弹簧弹力F的作用，做匀速直线运动,二力平衡=FN 又 F=kx 由得,故两块之间距离为L。 18、B三、计算题19、对B球，受力分析如图物体B处于平衡状态有：Tcos300=mBg T=2mBg=2310=60N 对A球，受力分析如图物体A处于平衡状态有：在水平方向：Tcos300=NAsin300 在竖直方向:NAcos300=mAg+Tsin300由上两式解得：mA=2mB=6kg 20、见分析【试题分析】斜面固定时,滑块恰好沿斜面下滑，则mgsin=mgcos，得=tan 设推力F沿斜面方向的分力为Fx，沿垂直斜面方向的分力为Fy，滑块受力如图5（甲)所示。则 FxmgsinFu=0 FnFymgcos=0 Fu=Fn 斜面体受力如图5(乙）所示，则有F0=Fucos+Fnsin 联立且Fu=Fu，Fn=Fn，代入F0的值，得Fx=3mgsin，Fy=mgcos.故21、若物体刚好不下滑Mg+Fsin-fm =0 Fcos= FNFcosFN=0 Mg+Fsin FNfm=FN Mg+Fsin Fcos F 22、：423、物体的受力情况如图3所示，在垂直斜面方向上有FN=mgcosFsin沿斜面方向上有Fcos=FU+mgsin且FU=FN由式解得F=,当cos+sin最大时，F有最小值,由数学知识可得当=arctan时，cos+sin有最大值,且由题中条件可知=tan，则当=时，Fmin=mgsin2.【试题分析】24、由于物体在力F作用下，在斜面内做匀速直线运动，故所受滑动摩擦力，此时有，得，设F与物体运动方向的夹角为，则tan=1,即=45.【试题分析】25、解:因为utan,所以当F=0时，物体不能静止。若物体在力F的作用下刚好不下滑，则物体受沿斜面向上的最大静摩擦力，且此时F最小，对物体受力分析，如图甲所示,由平衡条件：mgsin=Fcos+F N=mgcos+mgsin F=uN 由得Fmin=若物体在力F的作用下刚好不上滑,则物体受沿斜面向下的最大静摩擦力，且此时F最大，对物体受力分析，如图乙所示由平衡条件：mgsin+F=Fcos N=mgcos+mgsin F=uN 由得Fmax=所以 F26、解:如图4所示，将重力按效果分解为拉紧绳子的力F和压紧球面的力FN，由ABOBCD得解得 F= FN=【试题分析】27、对物体m在O/点分析受力如图物体B处于平衡状态有：在水平方向:Tsin570=F，在竖直方向：Tcos570=mg由上两式解得：F=4mg/3对系统整体分析受力如图，系统处于平衡状态有：在水平方向：N=F，在竖直方向：f=mg+mAg另:环A恰好要滑动，有f=N由上各式解得：=0。8.28、解:(1)对结点O，如图有: 解得:(2)方向水平向左（3） 由得：29、（1）50N (2)30N （3)160N 四、填空题30、50N,30N，80N五、综合题31、(8分）设弹簧现长为 解：由几何知识可知： （3分） 又（2分） (1分) 32、(8分） （1）隔离法:对A： 对B： 联立可得： （2分） （ii）整体法: 对A： 对B： 联立可得： （2分）