第3章 5 共点力的平衡(Word练习)-【精讲精练】2024-2025学年高中物理必修第一册（人教版2019）

[对应学生用书作业(十六)P32] 1．如图甲，支架上夹有手机，将支架调整为图乙状态后，支架对手机的作用力(　　) A．大小、方向均不变 B．大小、方向均变化 C．方向不变，大小变化 D．大小不变，方向变化 解析　以手机为研究对象，手机受到向下的重力和支架对它的作用力处于平衡状态，所以手机受到的力的合力为零，则支架对手机的作用力总是竖直向上，大小等于重力，其大小和方向都不变化，故B、C、D错误，A正确。 答案　A 2.如图所示，一物块在拉力F作用下做匀速直线运动，拉力F与水平方向夹角为37°。已知物块与水平面间的动摩擦因数为0.5，重力加速度g取10 m/s2；若拉力F的最大值为50 N，已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，则物块的最大质量为(　　) A．5.5 kg　　　　　 B．11 kg C．16.5 kg D．22 kg 解析　对物体受力分析，由平衡知识可知Fcos 37°＝μ(mg－Fsin 37°)，解得F＝，当F取最大值时，m有最大值，则将F＝50 N代入可得m＝11 kg，故选B。 答案　B 3.如图所示，悬挂甲物体的细线拴牢在一不可伸长的轻质细绳上的O点；绳的一端固定在墙上，另一端通过光滑定滑轮与乙物体相连。甲、乙两物体的质量相等，系统平衡时，O点两侧绳与竖直方向的夹角分别为α和β。若α＝60°，则β等于(　　) A．30° B．45° C．60° D．75° 解析　由题意可知，与乙物体相连的细绳的拉力跟甲物体相连的细线的拉力大小相等、夹角为120°，它们的合力与其中任意一个力大小相等、方向在这两个力的角平分线上，因系统平衡，故左侧细绳的拉力与该合力等大反向，由几何关系可得β＝60°，故选C。 答案　C 4.(多选)如图所示，小华用力F拉木箱水平向右匀速前进，以下关于木箱受力说法正确的是(　　) A．可能只受到三个力的作用 B．一定受到四个力的作用 C．受到的滑动摩擦力大小为Fcos θ D．对水平地面的压力的大小一定为Fsin θ 解析　将拉力分解为水平方向和竖直方向，由于拉力水平方向有分力，且木箱做匀速直线运动，说明木箱一定受摩擦力，有摩擦力则地面与木箱间一定有弹力，所以木箱受重力、弹力、拉力、摩擦力四个力的作用，故A错误，B正确；由平衡条件可得Ff＝Fcos θ，FN＝mg－Fsin θ，故C正确，D错误。 答案　BC 5．如图所示，物体M放在水平面上受到两个水平力的作用，F1＝4 N，F2＝8 N，物体处于静止状态，如果将水平力F1增加5 N，则(　　) A．物体M仍处于静止状态 B．物体M受到的合力方向向左 C．物体M受到的合力方向向右 D．物体M受到的摩擦力等于5 N 解析　据题意可知，当F1＝4 N，F2＝8 N时，物体处于静止状态，即物体所受最大静摩擦力的最小值应为F2－F1＝(8－4)N＝4 N。如果将F1增加5 N，则F1′＝(4＋5) N＝9 N。显然F1′－F2＝(9－8) N＝1 N，小于最大静摩擦力，故物体仍处于静止状态，所受静摩擦力为1 N，方向水平向左，物体所受合力为零。故A选项正确。 答案　A 6．(多选)如图所示，一根不可伸长的轻绳两端连接两轻环A、B，两环分别套在相互垂直的水平杆和竖直杆上。轻绳绕过光滑的轻小滑轮，重物悬挂于滑轮下，始终处于静止状态。下列说法正确的是(　　) A．只将环A向下移动少许，绳上拉力不变，环B所受摩擦力不变 B．只将环A向下移动少许，绳上拉力变大，环B所受摩擦力变大 C．只将环B向右移动少许，绳上拉力变大，环A所受杆的弹力变大 D．只将环B向右移动少许，绳上拉力变大，环A所受杆的弹力不变 解析　设滑轮两侧绳子与竖直方向的夹角为α，绳子的长度为L，B环到墙壁的距离为x，如图所示，根据几何关系可得sin α＝，以滑轮作为研究对象，设绳子拉力大小为T，由平衡条件可知2Tcos α＝mg，T＝。对B环进行受力分析，由平衡条件可知，环B所受摩擦力为Ff＝Tsin α＝，对A环进行受力分析，由平衡条件可知，环A所受杆的弹力为FN＝Tsin α＝。只将环A向下移动少许，x和L都不变，则α不变，可知绳上拉力不变，环B所受摩擦力不变，故A正确，B错误；只将环B向右移动少许，x变大，L不变，则α变大，可知绳上拉力变大，环A所受杆的弹力变大，故C正确，D错误。 答案　AC 7．(多选)(2023·广州月考)如图所示，倾角为37°的斜面固定在水平桌面上，细绳的一端与质量为m＝1.0 kg的物体相连，另一端经光滑的定滑轮与固定的弹簧测力计相连。弹簧测力计的示数为6 N时，物体静止在斜面上，斜面对物体的摩擦力的大小为F1，斜面对物体的弹力大小为FN，则(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g＝10 m/s2)(　　) A．Ff＝0 B．Ff＝6 N，方向沿斜面向上 C．FN＝6 N，方向竖直向上 D．FN＝8 N，方向垂直斜面 解析　物体的“重力沿斜面方向的分力大小mgsin 37°”与“细绳的拉力大小F”的关系决定了物体所受摩擦力的有无、大小及方向。假设物体受到斜面的摩擦力沿斜面向上，对于物体，由平衡条件得F＋Ff－mgsin 37°＝0，FN－mgcos 37°＝0，解得Ff＝0，FN＝8 N，方向垂直斜面向上，故选A、D。 答案　AD 8．拱券结构是古代工匠的一种创举，如图所示，用六块相同的楔形块构成一个半圆形的拱券结构，每块楔形块的质量为m，重力加速度为g，则2和3之间的作用力为(　　) A．mg B．2mg C.mg D．mg 解析　以中间3、4楔块整体为研究对象，其受力如图所示， 由对称性可知F1＝F2，根据平衡有F1＝F2＝2mg，故选B。 答案　B 9.如图所示，一不可伸长的光滑轻绳，其左端固定于O点，右端跨过位于O′点的固定光滑轴悬挂一质量为M的物体；OO′段水平，长度为L；绳子上套一可沿绳滑动的轻环。现在轻环上悬挂一钩码，平衡后，物体上升L，则钩码的质量为(　　) A.M B．M C.M D．M 解析　在轻环上悬挂一钩码平衡后，对轻环进行受力分析，如图所示，绳子与竖直方向夹角为θ，根据几何知识sin θ＝＝。 可得绳子与竖直方向夹角为θ＝30° 则环两边绳子的夹角为60°，根据题意T1＝T2＝Mg， T1、T2合力和mg等大方向，有mg＝2T1cos θ 解得m＝M，则钩码的质量为M，故D正确，A、B、C错误。 答案　D 10．(2023·山东省北镇中学校联考)如图所示，放在水平桌面上的木块A处于静止状态，所挂的砝码和托盘的总质量为0.6 kg，弹簧秤读数为4 N，滑轮摩擦不计。若轻轻取走0.4 kg砝码，则(g＝10 m/s2)(　　) A．A将向左滑动 B．A所受的合力变大 C．A对桌面的摩擦力大小不变 D．弹簧秤的读数变小 解析　初态时，砝码和托盘的总重力为G＝mg＝6 N，由6 N＞4 N，物块有向右运动趋势，对A根据平衡条件，木块A受到桌面的静摩擦力向左，静摩擦力大小Ff＝F1－F弹＝6 N－4 N＝2 N，说明最大静摩擦力Fmax≥2 N。当将总质量减小0.4 kg时，弹簧拉力4 N＞2 N，物体有向左运动的趋势，受向右的静摩擦力Ff′＝F弹－G′＝4 N－(0.6－0.4)×10 N＝2 N，可见前后木块A所受静摩擦力的方向发生了改变，根据牛顿第三定律可知A对桌面的摩擦力方向发生了改变，大小不变；物体仍静止，合力仍为零，合力不变；物体静止，弹簧形变量不变，则弹簧测力计的示数不变，故C正确，A、B、D错误。 答案　C 11．如图所示，放在水平地面上的物体P的重量为GP＝10 N，与P相连的细线通过光滑轻质定滑轮挂了一个重物Q拉住物体P，重物Q的重量为GQ＝2 N，此时两物体保持静止状态，线与水平方向成30°角，则物体P受到地面对它的摩擦力Ff与地面对它的支持力FN各为多大？ 解析　选取Q为研究对象，受力如图所示 由平衡条件可知：FT＝GQ① 选取P为研究对象，受力如图所示 建立如图所示的直角坐标系， 在x轴上由平衡条件，有： Ff＝FTcos 30°② 在y轴上由平衡条件，有： FN＋FTsin 30°＝GP③ 联立①②③得：Ff＝ N，方向水平向左； FN＝9 N，方向竖直向上。 答案　 N　9 N 12.一质量m＝6 kg的物块，置于水平地面上，物块与地面间的动摩擦因数为μ＝，然后用两根绳A、B分别系在物块的两侧，如图所示，A绳水平，B绳与水平面成37°角，已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g取10 m/s2。 (1)逐渐增大B绳的拉力，直到物块对地面的压力恰好为零，则此时A绳和B绳的拉力分别是多大？ (2)将A绳剪断，为了使物块沿水平面做匀速直线运动，在不改变B绳方向的情况下，B绳的拉力应为多大？ 解析　(1)FN＝0，则 水平方向FTA＝FTBcos 37° 竖直方向FTBsin 37°＝mg 解得FTA＝80 N FTB＝100 N。 (2)将A绳剪断，物体做匀速直线运动，水平方向受力平衡，水平FTB′cos 37°＝Ff 竖直FN′＝mg－FTB′sin 37° Ff＝μFN′ 代入数据解得FTB′＝20 N。 答案　(1)80 N　100 N　(2)20 N 学科网（北京）股份有限公司 $$